Информатика как наука и учебный предмет

1. информатика как наука и учебный предмет в школе

Процесс информатизации общества, связанный с бурным развитием информационных и коммуникационных технологий, их аппаратной базы и программного обеспечения, объективно ставят перед современным специалистом любого профиля задачу рационализации интеллектуальной деятельности на основе внедрения достижений информатики.

Информатика в настоящее время – развитая наукоемкая сфера деятельности, связанная с передачей, хранением, преобразованием и использованием информации преимущественно с помощью компьютерных систем, имеющая тенденцию к превращению в фундаментальную отрасль научного знания об информационных процессах в природе и обществе, реализующую системно-информационный подход к познанию окружающего мира.

Начавшийся в 1985 году процесс информатизации российской школы, имевший в качестве первоначальной задачи освоение молодежью «компьютерной грамотности», вышел в конце 90-х годов на новый этап развития. Этот этап связан с локальным уровнем решения проблем подготовки по информатике, внедрения информационных технологий обучения и управления в рамках отдельных учреждений образования на базе имеющихся нормативов и образовательных стандартов, с учетом реальных условий, сложившихся в учреждении, его специфических интересов и профильной ориентации.

Развитие предметной области «информатика» ставит перед системой образования задачи: переосмысления целей и содержания обучения этой дисциплине; поиска путей его реализации на всех этапах непрерывного образования; разработки критериев оценки качества подготовки выпускников учебных заведений всех уровней к жизни и труду в современном информационном обществе.

Информационная компонента становится ведущей составляющей технологической подготовки человека, в какой бы сфере деятельности ему ни пришлось работать в будущем.

В связи с этим важнейшими целями обучения информатики на современном этапе её развития являются: развитие представлений об информационной картине мира, общности закономерностей информационных процессов в системах различной природы; формирование представлений о роли и месте информационных технологий, информационном содержании трудовых процессов в постиндустриальном обществе; выработка стабильных навыков получения и обработки ориентированной на индивидуальные личностные запросы информации; развитие способностей к быстрой адаптации в изменяющейся информационной среде деятельности.

Информатика – один из немногих инновационных и востребованных предметов школьной подготовки, делающих школу современной, приближающих ее к жизни и запросам общества.

Информатика на сегодняшний день является одной из основных дисциплин, способствующих формированию содержательно-логического мышления. Развивающая сторона этой дисциплины направлена на формирование актуальных приемов деятельности, в том числе интеллектуальной, в условиях информатизации. Кроме этого, уроки информатики являются истинной лабораторией передового опыта, новаторства в организационных формах и методах обучения, интегратором различных школьных дисциплин на основе обработки данных этих дисциплин на уроках информатики.

Новое понимание целей обучения (их ориентация на личностные запросы, многоуровневость и профилизацию), требует разработки образовательных программ в конкретных учебных заведениях на основе образовательных стандартов.

Образовательный стандарт – система нормативных актов, фиксирующих социальную потребность подготовки в данной предметной области и определяющих образовательные возможности, предоставляемые учащимся (в первую очередь, содержание обучения), а также критерии уровня обученности с учетом специфики контингента учащихся и типа учебного заведения. Стандарт является документом, регулирующим отношения между учащимися и учебным заведением в смысле требований, предъявляемых как учебным заведением к учащимся, так и учащимися к учебному заведению.

Образовательный стандарт по информатике устанавливает ориентиры развития образования и создает условия обучения в новой образовательной области, обладающей социальным приоритетом.

2. Роль и место информатизации процесса обучения в школе

В стандартах по информатике были определены следую­щие педагогические функции образовательной области, связан­ной с информатикой:

1. Формирование основ научного мировоззрения. В данном случае формирование представлений об информации как одного из трех основополагающих понятий: вещества, энергии, информации, на основе которых строится современная научная карти­на мира.

1. Развитие мышления школьников. В современной психоло­гии отмечается значительное влияние изучения информатики и использования компьютеров в обучении на развитие у школьни­ков теоретического, творческого мышления, а также формирова­ние нового типа мышления, так называемого операционного мышления, направленного на выбор оптимальных решений.

2. Подготовка школьников к практической деятельности, тру­ду, продолжению образования. Реализация этой задачи связана сведущей ролью обучения информатике в формировании компью­терной грамотности и информационной культуры школьников, навыков использования информационных технологий (ИТ), важ­нейших компонентов подготовки к практической деятельности, жизни в информационном обществе.

К настоящему времени определились несколько этапов овла­дения основами информатики и формирования информационной культуры в процессе обучения в школе.

Первый этап (I—VI классы) — пропедевтический. На этом эта­пе происходит первоначальное знакомство школьников с компь­ютером, формируются первые элементы информационной куль­туры в процессе использования учебных игровых программ, про­стейших компьютерных тренажеров и т. д.

Второй этап (VII—IX классы) — базовый курс, обеспечиваю­щий обязательный общеобразовательный минимум подготовки школьников по информатике. Он направлен на овладение учащи­мися методами и средствами информационной технологии реше­ния задач, формирование навыков сознательного и рационально­го использования компьютеров в своей учебной, а затем профес­сиональной деятельности.

Третий этап (X—XI классы) — продолжение образования в области информатики как профильного обучения, дифференци­рованного по объему и содержанию в зависимости от интересов и направленности допрофессиональной подготовки школьников. При этом предусматривается, что в соответствии с базисным учеб­ным планом средней школы, утвержденным Министерством об­разования РФ, на общеобразовательный курс информатики отво­дится два учебных часа в неделю.

Информатизация современного общества, характеризуемая внедрением средств новых информационных технологий во все сферы человеческой деятельности, ставит перед педагогами новые задачи по воспитанию членов информационного общества. Такое воспитание осуществляется прежде всего на уроках информатики и основывается на использовании средств информационных тех­нологий.

Связь методики преподавания информатики с наукой информатикой, психологией, педагогикой и другими предметами

Дисциплин «Теория и методика обучения информатике», яв­ляясь самостоятельной научной дисциплиной, вобрала в себя знания других наук: информатики, психологии, педагогики. По­скольку объектом изучения в курсе методики обучения информа­тике являются понятия информатики, курс учитывает их специ­фику, любое изложение материала проводится в соответствии с основными понятиями информатики: информация, модель, ал­горитм.

При отборе методов и организационных форм работы в классе необходимо учитывать субъективные психологические характери­стики учащихся, знания об этом предоставляет наука психология. Методика является частью дидактики, которая в свою очередь яв­ляется частью педагогики. Поэтому в ней используются методы исследования педагогики, выполняются законы и принципы ди­дактики. Так, при обучении информатике используются все из­вестные методы организации и осуществления учебно-познава­тельной деятельности, а именно, общедидактические методы обу­чения (по И. Я. Лернеру): информационно-рецептивные, методы проблемного изложения, эвристический, исследовательский и пр. Формы организации занятий — фронтальные, индивидуальные и групповые, или в другой классификации: лекция, беседа, опрос, экскурсия, лабораторная работа, практикум, семинар и т. д.

Достижения в области психологии учитываются при органи­зации занятий в разных по возрасту учащихся классах. По одной и той же теме: «Знакомство с ЭВМ» или «Изучение графического Редактора» уроки будут проводиться совершенно по-разному в Младших, средних и старших классах. Различными будут не толь­ко задания, но и формы проведения занятий, поведение учителя ^на уроке.

Можно установить связи методики преподавания информати­ки практически с любыми науками. Так, казалось бы, далекие дис­циплины «методика преподавания информатики» и «графика» называются одинаково, необходимы при изучении графических редакторов на уроках информатики. В этом случае, поскольку не предусматривается специальной подготовки в области художест­венно-изобразительного искусства студентами — будущими учи­телями информатики можно проводить совместные уроки ин­форматики и рисования (если занятия проходят в младших и сред­них классах), или брать консультацию у учителей рисования.

Преподавание информатики на современном уровне опирается на сведения из различных областей научного знания: биологии (биологические самоуправляемые системы, такие как человек, другой живой организм), истории и обществоведения (обществен­ные социальные системы), русского языка (грамматика, синтак­сис, семантика и пр.), логики (мышление, формальные операции, истина, ложь), математики (числа, переменные, функции, множе­ства, знаки, действия), психологии (восприятие, мышление, ком­муникации).

При обучении информатике необходимо ориентироваться в проблемах философии (мировоззренческий подход к изучению системно-информационной картины мира), филологии (изучение текстовых редакторов, системы искусственного интеллекта), ма­тематики и физики (компьютерное моделирование), живописи и графики (изучение графических редакторов, системы мультиме­диа) и пр. Таким образом, учитель информатики должен быть ши­роко эрудированным человеком, причем постоянно пополняю­щим свои знания.

Взаимосвязи основных компонентов курса информатики и вычислительной техники

А.А. Кузнецов вслед за А.М. Пышкало рассматривал методическую систему обучения информатике как совокупность пяти иерархически взаимосвязанных компонентов: целей, содержания, методов, организационных форм и средств обучения (рис. 1).

Рис. 1. Взаимосвязь компонентов системы обучения

Специфика курса информатики заключается в том, что нали­чие или отсутствие компьютерного класса и тип ПЭВМ определяют, чему и как учить школьников. Другими словами, от средств обучения зависят и задачи обучения, а, следовательно, и содержание, которое определяет методы и организационные формы про­ведения уроков.

Общими целями, стоящими перед курсом информатики, явля­ются формирование и развитие научных и технологических зна­ний и умений, необходимых для понимания информационной точки зрения на мир, для использования информационных технологий в практической деятельности, в том числе, для изучения других предметов, для продолжения образования, а именно:

• знание основных понятий и методов информатики, состав­ляющих ядро содержания образования в области информатики;

• овладение языком информатики и умение использовать его
  для построения информационных моделей;

• формирование умений использовать компьютер и про­граммное обеспечение для решения практических задач.

В зависимости от конфигурации компьютеров, имеющихся в
школе, учитель варьирует содержание образования по информа­тике, но в пределах, допустимых Стандартами образования.

3. Стандарт школьного образования по информатике.

Государственный стандарт общего образования – это нормы и требования, определяющие обязательный минимум содержания основных образовательных программ общего образования, максимальный объем учебной нагрузки обучающихся, уровень подготовки выпускников образовательных учреждений, а также основные требования и обеспечение образовательного процесса.

Назначение государственного стандарта общего образования является обеспечение равных возможностей для всех граждан в получении качественного образования:

- единства образовательного пространства в РФ

- защиты обучающихся от перегрузок и сохранение их психологического и физического здоровья

- социальной защиты.

Федеральный базисный учебный план для образовательных учреждений РФ, реализующих программы общего образования, разработан в соответствии с федеральным компонентом государственного стандарта общего образования; одобрен решением коллегии Минобразования России и Президиума Российской академии образования от 23 декабря 2003г №21/12; утвержден приказом Минобразования России «Об утверждении федерального базисного учебного плана для образовательных учреждений РФ, реализующих программы общего образования» от 9 марта 2004г №13/2.

Название предмета «Информатика и ИКТ (информационные и коммуникационные технологии)» при составлении учебных планов и заполнение аттестационных документов не допускается деление на два предмета.

Вводится как учебный модуль предмета «Технология» в 3-4 классах, где формируется общеучебные умения и навыки, такие, как овладение первоначальными умениями передачи, поиска, преобразования, хранения информации, использование ПК; поиска необходимой информации в словарях, каталоге библиотеки, представление материала в табличном виде; упорядочение информации по алфавиту и числовым параметрам; использование простейших логических выражений.

В результате по окончанию начальной школы учащийся, освоивший модуль «Информатика и ИКТ» и предмета «Технология», должен

Знать/понимать:

- основные источники информации;

- назначение основных устройств ПК;

- правила безопасности поведения и гигиены при работе с ПК;

Уметь использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

- решение учебных и практических задач с применением возможностей ПК;

- поиска информации и использованием простейших запросов;

- изменение и содержание простых информационных объектов на ПК.

Федеральный компонент государственного стандарта общего образования не предусматривает изучение «Информатики и ИКТ» в 5-7 классах, но за счет регионального компонента и компонента образовательного учреждения, может изучать этот предмет, как в начальной школе, так и в 5-7 классах. Это позволит реализовать непрерывный курс информатики.

Как самостоятельный предмет федерального компонента государственного стандарта общего образования «Информатика и ИКТ» представлена с 8 класса по 1 часу в неделю и в 9 классе по 2 часа в неделю. Всего за 2 года обучения в основной школе -105 часов. Возможно увеличение количества часов за счет регионального компонента и компонента образовательного учреждения, а также за счет часов «Технологии» отведенных на организацию предпрофильного обучения 9 класса.

В старшей школе реализовано профильное обучение. Каждое общеобразовательное учреждение реализует свой профиль или несколько профильных направлений. В выбранных профилях предмет «Информатика и ИКТ» может быть представлен на двух уровнях – базовом или профильном. Базовый уровень преподавания предмета по стандарту ориентирован на формирование общей культуры и в большей степени связан с мировоззренческими, воспитательными и развивающими задачами общего образования, задачами социализации. Профильный уровень выбирается исходя из личных склонностей, потребностей учащихся и ориентирован его подготовку к последнему профильному образованию или профильной деятельности.

Федеральный компонент содержит 3 стандарта по «Информатике и ИКТ »: для основного общего образования; для среднего (полного) общего образования на базовом уровне; для среднего (полного) общего образования на профильном уровне.

Каждый стандарт включает:

- Цель;

- Обязательный минимум, который содержит образовательная программа;

- Требование к уровню подготовки выпускников.

Обязательный минимум содержания основных образовательных программ – обобщенное содержание образования по информатике и ИКТ, которое каждое образовательное учреждение обязано предоставить обучающимся для обеспечения их конституционного права на получения общего образования. Обязательный минимум представлен в форме набора предметных тем (дидактических единиц), включаемых в обязательном порядке в основные образовательные программы начального общего, основного общего, среднего (полного ) общего образования.

Требования к уровню подготовки выпускников – установленные стандартом результаты освоения выпускниками обязательного минимума федерального компонента государственного стандарта общего образования, необходимые для получения государственного документа о достигнутом уровне общего образования.

Стандарт основного общего образования по информатике и информационным технологиям

Обязательный минимум содержания основных образовательных программ

Информационные процессы

- Представление информации

- Передача информации

- Обработка информация

- Компьютер как универсальное устройство обработки информации

- Информационные процессы в обществе

Информационные технологии

- Основные устройства ИКТ

- Записи средствами ИКТ информации об объектах и процессах окружающего мира

Создание и обработка информационных объектов

- Тексты

- Базы данных

- Рисунки и фотографии

- Поиск информации

- Проектирование и моделирование

- Математические инструменты, динамические (электронные) таблицы

- Организация информационной среды

Требование к уровню подготовки выпускников

В результате изучения информатики и информационных технологий ученик должен

Знать/понимать:

• Виды информационных процессов; примеры источников и преемников информации;

• Единицы измерения количества и скорости передачи информации; принцип дискретного представления информации;

• Основные свойства алгоритма, типы алгоритмических конструкций: следование, ветвление, цикл;

• Назначение и функции используемых информационных и коммуникационных технологий;

Уметь:

• Выполнять базовые операции над объектами: цепочками символов, числами, списками, деревьями;

• Оперировать информационными объектами, используя графический интерфейс;

• Оценивать числовые параметры информационных объектов и процессов;

• Создавать информационные объекты, в том числе:

- структурировать текст, используя нумерацию страниц, списки, ссылки, оглавления; проверять проверку правописания;

- создавать и использовать различные формы представления информации: формулы графики, диаграммы, таблицы;

создавать рисунки, чертежи, графические представления реального объекта;

создавать записи в базе данных;

создавать презентации на основе шаблонов;

• Искать информацию с применением правил поиска в базах данных, компьютерных сетях , некомпьютерных источниках информации ( справочниках, словарях, каталогах);

• Пользоваться персональным компьютером и его периферийным оборудованием; следовать требованиям техники безопасности, гигиены;

Использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

• Создания простейшей модели объектов и процессов в виде изображений и чертежей, динамических таблиц, программ;

• Проведения компьютерных экспериментов с использованием готовых моделей объектов и процессов;

• Создания информационных объектов, в том числе для оформления результатов учебной работы;

• Организация индивидуального информационного пространства, создания личных коллекций информационных объектов;

• Передачи информации по телекоммуникационным каналам в учебной и личной переписке.

Стандарт среднего (полного) общего образования по информатике и информационным технологиям

Базовый уровень

Изучения информатики и ИКТ на базовом уровне среднего (полного ) образования направлено на достижение следующих целей:

- овладение системы базовых знаний;

- овладение умениями применять, анализировать, преобразовывать информационные модели реальных объектов и процессов, используя при этом ИКТ, в том числе при изучении других школьных дисциплин;

- развитие познавательных процессов , интеллектуальных и творческих способностей путем освоения и использования методов информатики и средств ИКТ при изучении различных учебных предметов;

воспитание ответственного отношения к соблюдению этических и правовых норм информационной деятельности;

- приобретение опыта использования ИТ в индивидуальной и коллективной учебной и познавательной, в том числе проектной деятельности.

Обязательный минимум содержания основных образовательных программ

Базовые понятия информатики и ИТ

- информация и информационные процессы

- информационные модели и системы

- компьютер как средство автоматизации информационных процессов

- средства и технологии создания и преобразование информационных объектов

- средства и технологии обмена информацией с помощью компьютерных сетей

- основы социальной информатики.

Требования к уровню подготовки выпускников

В результате изучения информатики и информационных технологий ученик должен

Знать/понимать:

• Основные технологии создания, редактирования, оформления, сохранения, передачи информационных объектов различного типа с помощью современных программных средств ИКТ;

• Назначение и виды информационных моделей;

• Назначение и функции операционных систем;

Уметь:

• Распознавать и описывать информационные процессы в социальных, биологических и технических системах;

• Использовать готовые модели;

• Оценивать достоверность информации, сопоставляя различные источники;

• Создавать информационные объекты сложной структуры;

• Просматривать, создавать, редактировать, сохранять записи в базах данных;

• Наглядно представлять числовые показатели и динамику их изменения с помощью программ деловой графики;

• Соблюдать правила техники безопасности и гигиенические рекомендации при использовании средств ИКТ;

Использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

• Эффективного применения информационных образовательных ресурсов в учебной деятельности, в том числе самообразовании;

• Ориентации в информационном пространстве;

• Автоматизации коммуникационной деятельности;

• Эффективной организации индивидуального информационного пространства.

Стандарт среднего (полного) общего образования по информатике и информационным технологиям

Профильный уровень

Изучения информатики и ИКТ на профильном уровне среднего (полного ) образования направлено на достижение следующих целей:

- освоение и систематизации знаний;

- овладение умениями строить математические объекты информатики, в том числе логические формулы и программы на формальном языке; создавать программы на языке программирования;

- развитие алгоритмического мышления, способностей к формализации, элементов системного мышления;

- воспитание чувства ответственности за результаты своего труда; формирование установки на позитивную социальную деятельность в информационном обществе, на недопустимость действий, нарушающих правовые, этические нормы работы с информацией;

- приобретение опыта проектной деятельности, создания, редактирования, оформления, сохранения, передачи информационных объектов различного типа с помощью современных программных средств.

Обязательный минимум содержания основных образовательных программ

Базовые понятия информатики и ИТ

- информация и информационные процессы

- информационная деятельность человека

- средства ИКТ

- технологии создания и обработки текстовой информации

- технологии создания и обработки графической и мультимедийной информации

- обработка числовой информации

- технология поиска и хранения информации

- телекоммуникационные технологии

- технологии управления, планирования и организации деятельности.

Требования к уровню подготовки выпускников

В результате изучения информатики и информационных технологий на профильном уровне ученик должен

Знать/понимать:

• Логическую символику;

• Основные конструкции языка программирования;

• Свойства алгоритмов и основные алгоритмические конструкции;

• Виды и свойства информационных моделей реальных объектов и процессов;

• Общую структуру деятельности по созданию компьютерных моделей;

• Назначение и области использования основных технических средств ИКТ и информационных ресурсов;

• Виды и свойства источников и приемников информации, способы кодирования и декодирования, причины искажения информации при передаче;

• Базовые принципы организации и функционирования компьютерных сетей;

• Нормы информационной этики и права, информационной безопасности, принципы обеспечения информационной безопасности;

• Способы и средства обеспечения надежного функционирования средств ИКТ;

Уметь:

• Выделять информационный аспект в деятельности человека;

• Строить информационные модели объектов, систем и процессов, используя для этого типовые средства;

• Вычислять логическое значение сложного высказывания по известным значениям элементарных высказываний;

• Проводить статистическую обработку данных с помощью компьютера;

• интерпретировать результаты, полученные в ходе моделирования реальных объектов;

• поводить виртуальные эксперименты и самостоятельно создавать простейшие модели в учебных виртуальных лабораториях и моделирующих средах;

• Выполнять требования техники безопасности, гигиены;

Использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

• Поиска и отбора информации, связанной с личными познавательными интересами, самообразованием и профессиональной ориентацией;

• Представление информации в виде мультимедиа объектов с системой ссылок, создание собственных баз данных, цифровых архивов;

• Подготовки и проведения выступления, участия в коллективном обсуждении, фиксации его хода и результатов.

4. Дидактические особенности учебных занятий по информатике

Для достижения стабильных и высоких результатов в обучении педагог должен следовать принципам обучения — основным нор­мативным положениям, которыми следует руководствоваться, чтобы обучение было эффективным. В дидактике известны де­сять принципов обучения, которые необходимо всегда учитывать в процессе обучения, независимо от предмета изучения, возраста учащихся, условий протекания учебного процесса. В том числе эти принципы должны удовлетворяться при использовании ПС на уроках. Так, принцип воспитания и всестороннего развития в процес­се обучения удовлетворяется за счет многогранности использова­ния программных средств в учебном процессе. С помощью про­граммных средств учебного назначения педагог решает как дидак­тические задачи (присвоение знаний, формирование умений и на­выков), так и развивающие (совершенствование психических про­цессов школьника, приобретение навыков творческой и исследо­вательской деятельности), и воспитывающие (формирование ми­ровоззрения, нравственных качеств). Решению дидактических за­дач способствуют все программные средства учебного назначения, например:

• обучающие (тренинговые и контролирующие программы) — для обработки учебных умений и навыков;

• демонстрационные программы — для предъявления учеб­ной информации;

• системы прикладного программного обеспечения — для формирования навыков работы с помощью компьютера с различными видами представления информации (числовой, текстовой, графической);

• среды языков программирования — для формирования ал­горитмического стиля мышления учащихся и т.д.

Для совершенствования психологических характеристик учащихся существуют специальные развивающие (преимущественно игровые) программы, а также системы прикладного назначения при соответствующей методике обучения. Формирование навыков творческой и исследовательской деятельности осуществляется методами проблемного изложения учебного материала при использовании систем учебного моделирования, гипертекста и гипермедиа, а также прикладного программного обеспечения (электронные таблицы, базы данных и т. д.).

Особо необходимо отметить значение использования ПС для формирования информационной культуры учащихся, поскольку только при работе со средствами ИТ учащиеся могут приобрести умения и навыки, необходимые для жизни в информационном обществе, что и предполагает воспитание информационной культуры.

Принцип научности и посильной трудности обеспечивается методической частью программных средств и содержанием обучающих программ. Важно иметь в виду, что содержательная компонента образования с помощью средств информационных технологий является частью общеобразовательной компоненты. Учебный материал, изучаемый с помощью программ учебного назначения, не должен дублировать учебники и другие средства обучения.

Принцип сознательности и творческой активности учащихся при руководящей роли учителя реализуется каждым учителем в меру его педагогического мастерства, поскольку, имея одни и те же средства обучения (в том числе ПС), можно организовать репродуктивную деятельность учащихся на уроке, а можно создать проблемную ситуацию для ее творческого решения обучаемыми. Как правило, присутствие компьютеров на уроке стимулирует творче­скую активность педагога, и он стремится организовать урок как можно интереснее. Но эффект новизны присутствия компьютера на уроке быстро проходит, и для учителя, систематически и долго использующего компьютеры в своей профессиональной деятельности, средства информационных технологий не являются стимулом для активизации творческой активности. Тогда удовлетворение вышеозначенного принципа возможно только благодаря мастерству педагога.

Принцип наглядности обучения и развития теоретического мыш­ления имеет особенно важное значение в отношении использования ПС, поскольку программные системы учебного назначения являются средством обучения, основным назначением которых является совершенствование процесса обучения. За счет привлечения программных средств в учебный процесс наиболее сильной модернизации подвергнутся наглядные методы. Проблемой при­менения наглядных методов обучения занимаются в течение многих лет в Институте средств обучения РАО (в прошлом НИИ ШОТСО АПН СССР). Было доказано, что учебные модели должны быть изоморфны изучаемому явлению. «Изоморфизм и простота рассматриваются как отличительные признаки наглядности». Ю. К. Бабанский отметил, что «природе развивающего обучения в большей мере соответствует динамическая наглядность». Представление информации в динамике обеспечивают, кроме кино- и видеофильмов, информационные технологии. О преимуществах динамического изложения учебного мате­риала с возможностью интерактивного вмешательства написано достаточно много в педагогической литературе по проблемам ин­форматизации (А.А. Кузнецов, Э.И. Кузнецов, Е.С. Полат, И.В. Роберт и др.).

Использование наглядности для проведения учебного эксперимента обеспечивается не только специальными приборами, но и средствами информационных технологий - моделирующими и имитационными программами. Наибольшего внимания заслуживает метод моделирования, позволяющий проводить вычислительный эксперимент с помощью компьютера. «Только путем опыта можно сделать открытия». Последовательное систематическое применение вычислительного эксперимента в учебном процессе позволяет сблизить методологию учебной деятельности с методологией научно-исследовательской работы, дает возможность обучаемому освоить навыки исследовательской деятельности, развивает теоретическое мышление и приближает его к практике.

Вообще говоря, любая работа учащегося за компьютером будет наглядной, поскольку программы учебного назначения отображают на экране изучаемую информацию. При программировании учащиеся также могут увидеть результат своей деятельности, но после запуска программы, т. е. с отсрочкой по времени. Еще раз отметим, что программные средства учебного назначения вносят принципиальные изменения в наглядные методы обучения за счет возможности изложения учебного материала в динамике при од- современной доступности интерактивной работы учащихся с системой.

Принцип систематичности и системности относится к содержанию образования и так же, как принцип научности, обеспечивается методической частью ПС. Сразу заметим, что пока школы не будут достаточно обеспечены средствами вычислительной техники, невозможно будет реализовать принцип систематичности на практике, т. е. регулярное использование ПС в учебном процессе.

На сегодняшний день было бы преждевременно утверждать, что курс информатики отличает системность изложения учебного материала, еще меньше этот принцип реализуется при применении программных средств для преподавания общеобразовательных дисциплин. Относительно системности содержания образования курса информатики заметим, что содержательная компонента школьного курса информатики претерпевает постоянные и глобальные изменения, пытаясь отразить современные тенденции развития, как науки информатики, так и развитие средств ИТ. Видимо, поэтому в школьном курсе информатики выделяют четыре, мало между собой связанных раздела:

• основы теории информации;

• устройство ЭВМ;

• программирование (алгоритмизация);

• формирование навыков пользователя ЭВМ.

Мы предлагаем путем подбора соответствующих упражнений устанавливать связи между блоком занятий обучения программированию и формирования пользовательских навыков. Так, при изучении электронных таблиц можно вспомнить задачи из программирования на массивы, поскольку электронные таблицы — это средство для работы с числовой информацией. Например: «Определить в одномерной числовой таблице число соседств из двух положительных чисел». При изучении графических редакторов желательно напомнить учащимся, как можно выполнять рисунки с помощью операторов Бейсика или Паскаля. Сопоставив свои действия для получения рисунка в редакторе и программируя, школьники скорее оценят удобство работы с помощью меню, лучше поймут сущность интерфейса. Аналогично при изучении текстовых редакторов. При обучении программированию обычно рассматривают задания на преобразование символьных переменных. Например: «Составьте программу, получающую слова-перевертыши» и пр. В текстовом редакторе решают гораздо более сложные задачи, но в основе лежит программирование всех действий. Продолжая раскрывать проблему преобразования текстовой информации, можно рассказать об экспертных системах, в кото­рых одной из главных задач является «понимание» произвольной человеческой фразы компьютером. Здесь уместно сравнить живой разговорный язык и машинный язык команд и описаний, объяс­нить учащимся, насколько сложно представить человеческую фразу в виде, понятном компьютеру, поскольку разговорный язык допускает большую вариацию построений предложений, иноска­зания, аллегории и пр. Таким образом, от программирования про­стых задач на символьные переменные можно дойти до понима­ния основных проблем искусственного интеллекта. Принцип перехода от обучения к самообразованию имеет большое значение в связи с быстрым совершенствованием средств ИТ. Любое программное обеспечение, выбранное в качестве объекта изучения на уроках информатики, устареет к моменту начала профессиональной деятельности школьников. Поэтому важно не только дать представление о современных прикладных системах, но и научить осваивать новые программные средства. Для самостоятельного освоения систем существует несколько источников информации:

• строка-подсказка в меню;

• строка-подсказка, появляющаяся при неверных действиях пользователя;

• встроенный электронный справочник (типа Help);

• пособие для освоения работы с системой.

В современных программных системах строка-подсказка по­является в меню всякий раз, как на соответствующей пиктограмме останавливается стрелка курсора. Это сделано для пользовате­ля-новичка, или человека, редко пользующегося системой, чтобы можно было легко ориентироваться в предоставляемых системой возможностях. Также в интерактивном режиме появляется стро­ка-подсказка при несанкционированных действиях пользователя. Такое сообщение указывает на неверные действия и предлагает пути исправления ошибки.

Но наиболее последовательные и глубокие знания о работе с системой можно получить из описания системы (производите­лем), переработанного авторского курса или пособия. Для того чтобы учащиеся могли пользоваться самостоятельно подобными книгами, надо их в школе научить навыкам работы с подобной ли­тературой. Прежде всего, умению быстро находить в книге нуж­ную информацию, так как описание систем, как правило, читают в произвольном порядке, находят разделы по мере необходимости. Но самое важное — научить понимать язык информационной справки. Описания систем носят технический характер, непри­вычный для школьников, кроме того, в тексте много терминов, без знания которых информация будет непонятна, например, окна, буфер, функциональные клавиши, стилизация текста и т.д.

Принцип связи обучения с жизнью реализуется внедрением современных информационных технологий в образовательный про­цесс школ по следующим направлениям:

• на уроках информатики;

• при изучении общеобразовательных дисциплин;

• во внеурочной деятельности школьников.
  Совокупность навыков, приобретенных при использовании

компьютера в различных видах деятельности, формирует инфор­мационную культуру учащихся, которая и является основой под­готовки школьников к жизни в информационном обществе.

Принцип прочности результатов обучения и развития познава­тельных сил учащихся помогают реализовать тренинговые обучаю­щие программы, использование которых на уроке для закрепле­ния учебного материала позволяет индивидуализировать этот про­цесс. Исходя из положения о том, что «усвоение содержания обра­зования и развитие познавательных сил учащихся — две взаимо­связанные стороны одного и того же процесса», можно за­ключить, что более прочное усвоение знаний приводит к развитию умственных возможностей учащихся. Следовательно, обучающие программы способствуют не только более глубокому усвоению учебного материала, но и развитию познавательной активности обучаемых, тем более что встроенные технологии обучения таких программ, как правило, ориентированы не на запоминание путем многократного повторения («зубрежку»), а на осмысленное усвое­ние учебного материала, что соответствует вышеозначенному принципу.

Далее отметим, что «важным дидактическим средством, спо­собствующим сознательному и прочному усвоению содержания образования, является контроль и самоконтроль». В этом отношении обучающие программы имеют неоспоримое преимущество перед другими средствами обучения, поскольку с их помощью организовать контроль результатов обучения можно быстро и эффективно. Однако заметим, что намного сложнее организовать с помощью программных средств контроль за процессом деятель­ности обучаемого (см. выше).

Принцип положительного эмоционального фона обучения обычно всегда реализуется на первых уроках с применением компьютера, независимо от мастерства педагога. Первоначальный интерес к вычислительной технике у школьников настолько велик, что способен победить порою присущий страх перед сложностью компьютеров. Однако, при систематическом использовании компьюте­ры становятся привычным средством обучения, которое мало влияет на эмоциональный фон урока. Для поддержания творческой эмоционально-окрашенной атмосферы в классе учитель должен проявить свое педагогическое мастерство, так как именно от него будет зависеть удовлетворение указанного принципа.

В принципе коллективного характера обучения и учета индивидуальных особенностей учащихся заложено требование разрешения одного из противоречий учебного процесса. Классно-урочная система обучения, как известно, нивелирует индивидуальные особенности обучаемых. Для индивидуализации обучения учитель располагает большим количеством приемов и методов, в том числе с помощью программных средств учебного назначения.

Коллективный характер обучения (наряду с фронтальной работой в классе) является естественным для классно-урочной системы обучения, но противоречит индивидуальному характеру работы за компьютером. Организовать коллективную работу в классе можно на этапах решения задач с помощью компьютера, предваряющих непосредственное обращение к компьютеру:

• отбор данных для решения задачи и установка искомых величин;

• математическая постановка задачи, описание математической модели;

• описание сценария и алгоритма решения задачи;

• составление программы (если идет обучение программированию);

и только этапы непосредственного решения с помощью компьютера и отладка задачи должны быть выполнены индивидуально на компьютере.

Кроме общедидактических принципов при использовании ПС на уроках необходимо выполнение частных принципов, отражающих особенности применения программных средств в учебном процессе. Обобщая существующие методики применения программных средств (А.В. Авербух и др., 1992; М.М. Буняев, 1992; Р. Вильяме, К. Маклин, 1988; Б.С. Гершунский, 1987; А.А. Кузне­цов, 1991; Э.И. Кузнецов 1990; В.Р. Лещинер, 1992; Е.С. Полат, 1991; И.В. Роберт, 1994; S. Hooper, 1992; Р. С. Kirby, 1990; В. P. Wolf, 1992 и др.), мы получили семь дидактических принципов техноло­гии применения ПС в учебном процессе общеобразовательной школы. Системообразующим фактором отбора принципов будет выступать требование обеспечения учащихся знаниями и навыка­ми, необходимыми для жизни в информационном обществе. Первые три принципа являются частнометодическими и относятся к учебному процессу при использовании программных средств, в ка­честве объекта изучения на уроках информатики.

1. Принцип понимания прикладных задач предполагает знание для чего, когда и где используются изучаемые системы. «Для многих уже бесспорно, что ученик должен владеть такими универсальными знаниями, которые позволили бы ему постоянно приобре­тать другие знания. Универсальными могут быть общие принципы и закономерности, обобщенные знания, а также методы нахождения и выбора способа решения проблем».

Так, при изучении на уроках информатики текстовых редакторов необходимо, прежде всего, уяснить учащимся, что текстовые редакторы служат для работы с информацией, представленной в текстовом формате. С помощью текстовых редакторов можно под­готовить документ (реферат, диплом, отчет и пр.) и распечатать его на принтере. Графические редакторы применяют для подготовки рисунков, схем, анимационных фрагментов, то есть для работы со статичной и динамичной графикой. Электронные таблицы нужны для обработки систематизированной числовой информации — массивов данных, а системы управления базами данных — для систематизации, обработки и быстрого поиска информации, представленной в текстовом и числовом формате. Системы муль­тимедиа применяют при объединении и структуризации инфор­мации, представленной в звуковом, графическом и текстовом виде. С помощью языков программирования создают новые про­граммные продукты.

Таким образом, при изучении программных средств на уроках информатики необходимо добиваться понимания специфики за­дач, решаемых с помощью конкретного средства. Но конечной це­лью обучения является другая задача — учащиеся должны уметь выбирать средство для решения прикладных задач.

2. Принцип общности требует доведения до сведения учащихся функциональных возможностей, которые предоставляют про­граммные средства данного типа. «Частные случаи и свойства дос­тавляют усиление и конкретность; общие принципы превращают частности в единую систему».

Как правило, учащиеся на уроках информатики знакомятся с одним каким-нибудь редактором или электронной таблицей, но это средство не исчерпывает все возможности, предоставляемые программным средством данного типа. Поэтому необходимо со­общать наиболее широкий спектр опций систем данного типа. На­пример, с помощью текстовых редакторов можно текст создать, отредактировать (т. е. изменять, добавлять, копировать, переме­щать и пр.), а также вставлять в текст имеющиеся фрагменты тек­ста, графики, баз данных из других файлов, проверять орфографи­ческие ошибки, разбивать на страницы, выводить текст на бумагу (распечатывать) и пр. В графическом редакторе можно не только пользоваться графическими примитивами: прямоугольник, эллипсе, отрезок, а также выполнять операции типа заливка, копиро­вание, перемещение, но и растягивать — сжимать изображение, переворачивать его, инвертировать, пользоваться библиотекой образов, создавать объемные фигуры, сканировать готовые изо­бражения, готовить анимационные фрагменты.

В электронных таблицах, как правило, возможно, редактирова­ние как самой таблицы (ячеек, строк, столбцов), так и содержимо­го ячеек. В них можно упорядочивать данные по столбцам и стро­кам, а также производить вычисления по формулам и получать графическую интерпретацию данных таблицы. Системы управле­ния базами данных в отличие от готовых баз данных позволяют за­давать структуру базы данных; ее можно изменять, а также редак­тировать содержимое полей и записей, производить поиск и от­бор, создавать отчет. Системы мультимедиа позволяют объединять информацию, представленную в различном формате, и соответст­венно видоизменять ее.

3. Принцип понимания логики действий в данном программном средстве не учитывается в практической методике преподавания информатики. А между тем современные программные средства разрабатываются на основе очень разных технологических прин­ципов. Так, существуют графические редакторы на основе растро­вой графики (CPEN, Paintbrush и др.) и векторной графики (Corel Draw, графическая поддержка Word и др.). Без понимания принци­пов организации данного средства невозможна грамотная работа в нем. Например, многие навыки работы в растровом графическом редакторе будут только мешать при работе в редакторе на основе векторной графики, где объекты надо воспринимать не по точкам, а целиком и группами. Так же и в других системах: текстовых ре­дакторах Lexicon и Word, электронных таблицах Super Calc и Excel и пр. Особенности работы в каждом средстве надо выявлять, фораудировать и объяснять учащимся. Но, с другой стороны, не забывая об общих приемах работы. Например, все приложения под Windows совместимы на уровне обмена содержимого буфера, т. е. в любом приложении можно вырезать фрагмент образа и перенести его в другое приложение. Также единообразно организована работа со справочной документацией, принцип работы с объектом (выделение, а затем изменение) и пр.

В аспекте деятельностного подхода к процессу обучения «происходит освоение учащимися культуры, включающей не только продукты деятельности, но и совокупность самих деятельностей». Другими словами, важно не только сообщить сумму знаний, но и научить этими знаниями управлять. Поэтому важно, чтобы при изучении программных средств учащиеся не только знали, для чего нужны эти средства, но и понимали логику действий при работе с системами.

Следующие принципы являются частнодидактическими и относятся к учебному процессу при использовании программных средств в преподавании общеобразовательных дисциплин (в том числе информатики).

4. Принцип оптимального использования ПС для решения дидактических задач общеобразовательных дисциплин. Прежде всего, здесь необходимо отметить, что прикладное программное обеспечение в этом случае будет выступать не как объект изучения (как в предыдущих трех принципах), а как средство обучения и развития учащихся. Например, при изучении темы «Компьютерное моделирование» используют и среды языков программирования, и электронные таблицы, и СУБД, и графические редакторы. Посредством совокупности этих средств будут раскрыты понятие и сущность разработки моделей с помощью информационных технологий.

Условия и критерии оптимизации учебного процесса были рассмотрены достаточно подробно в педагогической литературе. Принцип оптимального использования ПС конкретизирует критерии оптимальности относительно программных средств, беря за основу критерий достижения оптимальности результатов учебного процесса при минимальной затрате необходимых усилий (в том числе временных) со стороны участников учебно-воспитательного процесса. Ниже мы покажем, что при использовании ПС в учебном процессе допустимы все известные методы обучения. В соответствии с принципом оптимизации учебного процесса учитель сам выбирает наилучшее для данных условий сочетание методов обучения, имея возможность их замены в процессе обучения.

Важно, чтобы учитель знал дидактические возможности и назна­чение каждого программного средства и использовал его в соот­ветствии с ними. Так, для формирования навыков репродуктивной деятельности надо выбирать средства, основанные на технологии программированного обучения, обучающие программы со встро­енной технологией обучения.

Для формирования навыков экспериментально-исследова­тельской деятельности применяют информационно-поисковые системы, системы моделирования, электронные таблицы. Для ор­ганизации информационно-поисковой деятельности учащихся на уроке учитель отбирает средства, содержащие избыточное инфор­мационное пространство: гипертекст, системы мультимедиа, ги­пермедиа и др. Специально подобранные упражнения позволяют расширить дидактические возможности программных средств. Так, на основе графических редакторов можно не только знако­мить учащихся с системами графического представления инфор­мации, но и развивать логическое мышление учащихся.

Рассмотрим вопрос экономии времени учителя при использо­вании ПС. Организация опроса учащихся с помощью программ­ных средств контроля позволяет не только индивидуализировать проверку знаний, но и экономит время учителя на уроке и во вне­урочное время (поскольку не надо проверять тетради, диагностику результатов опроса программа, как правило, выдает сразу). С дру­гой стороны, наиболее эффективны в процессе обучения програм­мы, разработанные учителем на основе инструментальных про­граммных средств. На разработку программы учитель тратит опре­деленное количество часов своего внеурочного времени, которое, однако, «окупается» за счет систематичного применения разрабо­танных программ. Еще большую эффективность за счет экономии времени приносят демонстрационные программы. Следователь­но, можно считать, что использование ПС в процессе обучения способствует экономии времени педагога.

5. Принцип использования ПС для развития творческой активно­сти учащихся пока мало реализуется на практике. А между тем сформулированные соответствующим образом задания способст­вуют развитию мышления учащихся, формируют исследователь­ские навыки. Например, можно при изучении графических редак­торов предлагать учащимся задания, способствующие развитию логического мышления, пространственного воображения и пр. Исследовательские навыки формируются при решении зада­ний проектного типа: нечетко сформулированное задание, пред­полагающее дальнейшую конкретизацию и соответствующий подбор вариантов решения. Например, при изучении СУБД можно учащимся предлагать задания типа: «Разработайте примерный бюджет вашей семьи за три месяца. В каком месяце расход максимальный, минимальный?» или «Составьте смету расходов на ремонт в вашей школе. Определите наиболее дорогой материал, максимальное количество материала». В этих упражнениях учащиеся должны сами подобрать или найти в книгах данные, продумать, каким образом их систематизировать и обработать. Подобная работа предполагает длительную предварительную подготовку, по этому задания проектного типа лучше давать более чем на один урок.

6. Принцип комплексного использования ПС на уроках заключается в утверждении, что наибольший эффект в обучении можно достичь только путем комплексного использования разнообразных средств обучения. Не существует универсального средства обучения, способного решить все учебные задачи, поэтому только оптимальное сочетание различных средств обучения в комплексе способствует эффективному протеканию учебного процесса.

Каждое применяемое средство обучения обладает определенными дидактическими возможностями и имеет свою область применения, где они наиболее эффективны. Транспаранты к графопроектору, например, имеют неоспоримые преимущества перед диафильмом в тех учебных ситуациях, когда необходимо поэтапное формирование понятий, и уступают ему при иллюстрировании логически последовательного развития действия, связанного определенной сюжетной линией. Изобразительные средства учебного кино обеспечивают динамичный показ изучаемых явлений и процессов, что недостижимо средствами статичной проекции, а использование звукозаписей целесообразно в процессе формирования понятий посредством словесных образов.

Ни одно из используемых средств обучения нельзя противопоставлять другому, так как каждое из них имеет относительные преимущества перед остальными лишь в определенных учебных ситуациях, при решении определенных дидактических задач.

В то же время каждое отдельно взятое средство обучения обладает ограниченными возможностями в решении многообразных учебно-воспитательных задач. Например, как бы достоверно учебный кинофильм не отражал явления действительного мира, между реальным объектом и его изображением на экране существует различие. Поэтому кинофильм не может заменить непосредственных наблюдений изучаемых явлений в природе или воспроизведение

Их в учебном кабинете. Формирование программно-методического комплекса на ос­нове ПС обусловлено дидактическим назначением входящих в его состав средств обучения. Важным фактором, влияющим на фор­мирование программно-методических комплексов, будет тип ПЭВМ, имеющихся в школе. Характеристики аппаратной части ПЭВМ определяют программное обеспечение поддержки препо­давания общеобразовательных дисциплин.

Под методическим комплексом принято понимать упорядо­ченное множество взаимосвязанных средств обучения, необходи­мых и достаточных для изучения и успешного усвоения одной из тем учебной программы.

В наиболее общем виде комплекс на основе программ­но-методических средств можно представить в виде двух со­ставляющих: постоянной и переменной. Постоянная состав­ляющая комплекса необходима на любом уроке с использова­нием ПС, переменная — меняется в зависимости от изучаемой темы. Так, обучающие программы желательно использовать на любом уроке на этапах ознакомления с новым материалом или опроса учащихся. В том случае, когда обучающая программа разработана на основе специальных средств разработки обу­чающих программ, это инструментальное средство будет вхо­дить в комплекс опосредовано: в явном виде присутствовать средство на уроке не будет, а будет использоваться только для управления обучающей программой. В том случае, если на ос­нове средства разработки обучающих программ разрабатывают программы ученики, средство становится переменной состав­ляющей комплекса.

Особое положение в комплексе занимают средства поддержки локальных сетей, предназначенные для связи компьютера учителя с компьютерами, установленными на рабочих местах учащихся. Они необходимы на каждом уроке для рассылки по сети обучаю­щих программ и инструментальных программных средств. В про­граммно-методическом комплексе локальные сети будут являться средством коммуникации.

Кроме этого, к постоянной составляющей можно отнести обу­чающие программы, учебники, методическую литературу и другие средства обучения. Предметное содержание перечисленных выше средств обучения будет меняться в соответствии с изучаемой те­мой, но наличие их в комплексе обязательно. Остальные ПС — прикладные программные средства, системы мультимедиа и пр. — будут являться переменной составляющей комплекса. Использоваться они будут только в соответствии с изучаемой темой. Другими словами, ПС, являющиеся средством обучения, будут со­ставлять постоянную часть комплекса, а объектом изучения — пе­ременную.

Комплекс характеризуется определенной структурой, т. е. по­следовательностью включения средств обучения в учебный про­цесс во взаимосвязи и сочетаниях друг с другом. При подборе средств обучения учитывают их дидактические возможности, за­дачи урока и конкретные условия, в которых будут проводиться за­нятия.

7. Принцип оптимального использования программных средств для разработки обучающих программ требует знания дидактическо­го назначения инструментальных программных средств для разра­ботки обучающих программ (ИПС СОП). При использовании в учебной деятельности средств разработки обучающих программ позволяют:

• разрабатывать новые программные продукты учебного на­значения;

• предъявлять обучающие программы и психологические тес­ты определения индивидуальных особенностей учащихся и обра­батывать полученные результаты;

• обучать учащихся современным приемам создания про­граммных продуктов.

Предметное наполнение обучающих программ практически не зависит от типа программного средства, на основе которого они разрабатываются. Важно, чтобы учитель знал возможности и назначение каждого средства и использовал его в соответст­вующем случае. Так, на основе универсальных ИПС СОП можно разрабатывать обучающие программы для контроля, обучения, тренажа, организации исследовательской деятельности и пр. На основе специализированных ИПС СОП разрабатывают обучаю­щие программы в соответствии с возможностями инструмен­тальных средств: на основе контролирующих --, программы для опроса учащихся, на основе тренинговых — программы для от­работки учебных навыков, на основе информационно-поиско­вых — программы для организации информационно-поисковой деятельности учащихся (подробнее см. Н. В. Софронова. Разра­ботка обучающих программ на основе инструментальных средств, 1995).

5. Методы и формы организации внеурочной работы со школьниками

Организация внеклассной работы по информатике

Проведение внеклассных мероприятий по информатике спо­собствует:

• развитию познавательного интереса учащихся;

• углубленному изучению информатики (на факультативах);

• пропедевтике уроков информатики (на кружках для младших классов);

• расширению кругозора и установлению новых контактов общения (с помощью телекоммуникационных сетей).

Формы организации внеклассных занятий: кружки, факульта­тивы, олимпиады, викторины, выпуск стенгазет и пр. Кружок по информатике предназначен для привлечения учащихся младших классов для формирования пропедевтических навыков работы с компьютером. На таких кружках рекомендуется не только предос­тавлять возможность играть, но также давать задания для работы в графических редакторах, возможно ознакомление с одним из язы­ков программирования. Исследования показали [12], что наибо­лее утомительными для детей 7—13 лет являются занятия компью­терными играми. Хронометражные наблюдения показали, что на таких занятиях свыше 88% времени занимает непосредственная работа с дисплеем, на других занятиях эта величина не превышала 66-67%.

Наименее утомительными для школьников I—VII классов ока­зались компьютерные занятия смешанного типа (программирова­ние и игры). Частая смена деятельности и меньшая занятость на них непосредственной работой с экраном дисплея обеспечивают более устойчивый уровень работоспособности и функционально­го состояния.

Изучение влияния компьютерных занятий разного типа позво­лило установить оптимальную и допустимую их продолжитель­ность для детей разного возраста. Так, для учащихся 7—10 лет оп­тимальная продолжительность компьютерных игр составляет 30 минут, допустимая для игр и занятий смешанного типа — 60 ми­нут. Для школьников 11—14 лет оптимальная продолжительность компьютерных игр составляет 30 минут, а допустимая — 60 минут, для занятий смешанного типа соответственно — 60 и 90 минут.

Кружковая работа со старшеклассниками возможна при орга­низации групп для работы в телекоммуникационных сетях.

Факультативы по информатике призваны обеспечить более уг­лубленное изучение предмета по сравнению с общеобразователь­ным. Некоторыми учителями на факультативных занятиях прак­тикуется решать задачи из вступительных экзаменов по информа­тике; готовить учащихся к выпускным экзаменам. На факультати­вах также можно преподавать отдельные разделы информатики более углубленно. Например:

1. Программа углубленного изучения информатики в классах с математическим уклоном предполагает изучение основ вычисли­тельной техники и программирования (Паскаль), элементы логи­ческого программирования (Пролог), компьютерное моделирова­ние, а также знакомство с прикладным программным обеспечени­ем (ЭТ, СУБД, редакторы).

2. Программа спецкурса «Системы управления базами дан­ных» включает изучение системы Access на уровне языка запро­сов SQL, освоение языка программирования (например, Visual Basic), использование СУБД при решении практических задач.

3. Программа спецкурса «Компьютерное моделирование» включает следующие разделы:

• Модели. Классификация моделей. Компьютерные модели.

• Технология компьютерного моделирования.,

• Моделирование хаотических движений.

• Моделирование случайных процессов.

• Детерминированные модели.

• Дискретные модели. Клеточные автоматы.

• Моделирование игр.

• Шахматные и карточные игры.

Олимпиады по информатике

Олимпиады по информатике начали проводиться еще до вве­дения школьного курса информатики. С 1985г. олимпиады по ин­форматике приобрели массовый характер. Начали проводить школьные, городские, районные, республиканские, всероссий­ские олимпиады. Победители всероссийских олимпиад принима­ют участие в международных.

Традиционно олимпиады состоят из двух туров: теоретическо­го и практического. На теоретическом туре требуется составить ал­горитм, описать идею решения задачи, на практическом — составить программу на одном из языков программирования.

Задачи районных и университетских олимпиад

1. Требуется срочно доставить телеграмму в квартиру № 35 нового 12-этажного дома на 432 квартиры с шестью подъездами, в которых еще не успели вывесить указатели квартир и нет почтовых ящиков.

2. Составить на алгоритмическом языке алгоритм, определяю­щий, сколько точек с целочисленными координатами лежит внут­ри окружности с центром в точке Ос координатами (X, Y) и радиу­сом R.

Задачи городских и региональных олимпиад

1. Даны вершины квадрата на плоскости. Внутри квадрата име­ется N точек. Рассматриваются эти точки вместе с вершинами квадрата, причем никакие три из них не лежат на одной прямой.
   Описать алгоритм разбиения квадрата на непересекающиеся тре­угольники с вершинами в данных точках.

2. На планете Глюк живет группа людей. Про некоторые пары людей известно, что они близкие родственники. Назовем А к В родственниками, если А и В близкие родственники или найдется третий человек С, который по отдельности является родственни­ком А и родственником В. Опишите алгоритм нахождения всех родственников человека X.

Задачи Всесоюзных олимпиад

1. Структура простого предложения имеет вид: (определение 1) подлежащее, сказуемое (определение 2) (дополнение) (обстоя­тельство). Члены в круглых скобках могут отсутствовать. Сформу­лировать правила составления простого предложения и предло­жить алгоритм, генерирующий по ним все простые предложения из заданного вами словаря. Словарь состоит из че­тырех групп слов: существительные, прилагатель­ные, глаголы, наречия.

2

Рис.1 Способы укладки

. Написать программу определения коли­чества билетов с 2Л^г-значными номерами, у ко­торых сумма первых N десятичных цифр равна сумме последних десятичных цифр; N— про­извольное натуральное число. Программа должна вывести на экран последовательность искомых количеств для N= 1,2,.... При оценке программы учитывается количество выведен­ных чисел.

Задача международной олимпиады по информатике

Комнату размером М x N единиц требуется покрыть одинако­выми плитками паркета размером 2 x l единиц без пропусков и на­ложений (MN М, N — целые). Пол можно покрыть паркетом различными способами. Например, для М= 2, N= 3 все возможные способы укладки приведены на рис. 1.

Задание. Требуется определить количество всех возможных способов укладки паркета для конкретных значений M и N. Реше­нием задачи является таблица, содержащая 20 строк и 8 столбцов. Элементом таблицы является число, являющееся решением зада­чи для соответствующих M и N. На месте ненайденных результатов должен стоять символ «*».

Все большее значение в организации внеурочной работы со школьниками приобретает участие в телекоммуникационных проектах, конкурсах грантов и пр. Наиболее эффективным ме­тодом организации работы учащихся в сетях является метод проектов.

Проектное обучение иногда рассматривают в качестве альтер­нативы классно-урочной системы обучения. Но специалисты из стран, имеющих большой опыт проектного обучения считают, что его следует использовать как дополнение к другим видам обучения.

Проектное обучение имеет множество вариантов: по продолжи­тельности работы над задачей (от одного урока до полугодия или года (курсовые проекты)), по формам организации (индивидуаль­ная или групповая работа), по формам представления результатов работы (письменный или устный отчет, презентация, защита). Раз­витие методики использования «учебных проектов» при обучении информатике в общеобразовательной школе рассмотрено в работе Н.Ю. Пахомовой. Ею предложена методика курсового проектиро­вания, предусматривающая решение учащимися задач, формули­руемых в какой-либо проблемной области. Указано, что в процессе работы над курсовым проектом происходит вовлечение учащихся в реальную деятельность предметной области, породившей задачу; развитие навыков самостоятельной работы в процессе выполнения проекта; развитие инициативы и творчества.

Работа над проектом обычно включает следующие этапы: под­готовка, планирование, исследование, получение результатов и выводов, представление отчета, оценка результатов и процесса. В наиболее общем виде можно представить взаимосвязь этапов дея­тельности в виде схемы «Взаимосвязь этапов реализации метода проектов».

Деятельность учащихся и учителя на уроке представим в виде таблицы «Этапы реализации метода проектов». Значком с изображением компьютера мы отметили те виды деятельности, в которых эффективно можно использовать средства информационных технологий.

Проекты могут быть однопредметные или межпредметные, иногда тема проекта выходит за рамки школьной программы. Межпредметные проекты могут выступать в роли интегрирующих факторов, преодолевающих традиционную предметную разоб­щенность школьного образования.

Взаимосвязь этапов реализации метода проектов

Этапы реализации метода проектов

Проектное обучение иногда рассматривают как одну из форм реализации проблемного обучения. Действительно, учитель толь­ко ставит задачу, деятельность по отбору нужной информации, подбор методов исследования и анализ полученных данных про­водят учащиеся. Осуществление проектного обучения обычно за­нимает несколько уроков, иногда четверть или полугодие. В этом случае основная работа над проектом осуществляется во внеуроч­ное время, учитель выступает в роли консультанта. Отчетом будет являться работа, аналогичная курсовым работам студентов вузов.

6.Анализ учебных и методических пособий.

Современный этап российского образования отличается боль­шим количеством учебных программ, что, с одной стороны, явля­ется позитивным моментом, поскольку ведет к дифференциации содержания образования, предполагающую ориентацию в обуче­нии: гуманитарную, естественно-математическую, художествен­но-эстетическую и другие, а также учитывает специфику обучения в городе и на селе. С другой стороны, подобное разночтение содер­жания образования представляет определенные трудности в прак­тической реализации учебного плана для учителей-практиков.

В соответствии с Законом Российской Федерации «Об образо­вании» образовательное учреждение самостоятельно в выборе со­держания образования и в разработке учебного плана. В поясни­тельной записке к базисному учебному плану по поводу информа­тики сказано следующее: «В современной школе необходимо вво­дить курс «Информатика». В учебных заведениях, имеющих соот­ветствующие условия, курс «Информатика» может изучаться за счет часов вариативной части базисного учебного плана с 7 класса или в 10—11 классах». В 10—11 классах на курс информатики сле­дует отводить по 2 ч в неделю.

Методическое и программное обеспечение. «Основы информатики и вычислительной техники»

Первый учебник по школьному курсу информатики «Основы информатики и вычислительной техники» разработали академики АП. Ершов и В.М. Монахов. К концу 80-х — началу 90-х годов XX в. появились учебники авторов: А.Г. Кушниренко и др., А.Г. Гейн и др., В.А. Каймин и др. Кучебнику Кушниренко А.Г. и др. В 1992 г. издано методическое пособие для учителя «Изучение основ ин­форматики и вычислительной техники» (А.В. Авербух, В.Б. Гисин, Я.Н. Зайдельман, Г.В. Лебедев). Был разработан курс лекций на видеокассетах и стенограмма курса на дискете, который прочитан в Архангельске Г.В. Лебедевым для учителей информатики. К на­чалу 1993/94 учебного года издательством «Просвещение» выпу­щено руководство для учителей, работающих по учебнику, разра­ботанному авторским коллективом из Екатеринбурга (А. Г. Гейн и др.) «Преподавание курса «Основы информатики и вычислитель­ной техники» в средней школе» (А.Г. Гейн, В. Ф. Шолохович).

Ко всем учебникам авторскими коллективами разработана программная поддержка для различных видов вычислительной техники.

КуМир — система программирования на основе школьного ал­горитмического языка. КуМир полностью соответствует школь­ному учебнику «Основы информатики и вычислительной техни­ки» (А.Г. Кушниренко, Г.В. Лебедев, Р.А. Сворен) и методическо­му пособию для учителей «Изучение основ информатики и вычис­лительной техники» (А.В. Авербух, В.Б. Гисин, Я.Н. Зайдельман, Г.В. Лебедев). КуМир разработан для КУВТ «Корвет», «Электро­ника УКНЦ», «Ямаха», 1ВМ-совместимые ПЭВМ.

Пакет программных средств, полностью соответствующий пробному учебнику «Основы информатики и вычислительной техники» (А.Г. Гейн, В.Г. Житомирский, Е.В. Липецкий, М.В. Са-пир, В.Ф. Шолохович), разработан для КУВТ «Корвет», «Электро­ника УКНЦ», ЕС-7980 («Практик»), «Поиск», «Искра 1031», 1ВМ РС, 1ВМ Р8/2, «Ямаха М5Х-2», «Роботрон 1715».

Программное обеспечение по всем учебникам распространя­ется в настоящее время по договорным ценам. Оснащение школ необходимым программным обеспечением можно реально орга­низовать только централизованно — через Министерство образо­вания России или регионов. В соответствии с федеральной про­граммой «Информатизация сельской школы» в школах деревень и поселков в 2001—2002 гг. установлено большое количество компь­ютерных классов или отдельных компьютеров (не менее одного на школу). Компьютеры предполагается оснащать не только совре­менными периферийными устройствами (модем, лазерный прин­тер и др.), но и качественным программным обеспечением.

Министерство образования Российской Федерации по-прежнему ориентирует образовательные учреждения на ис­пользование 1ВМ-совместимой техники. В большинстве евро­пейских стран и США практикуется использование компьюте­ров фирмы Арр1е, особенно в преподавании обще­образовательных предметов. Для преподавания информатики в начальной школе, а также средних возрастных групп, для школ (классов) с углубленным изучением предмета, для фа­культативных занятий Министерством образования Россий­ской Федерации в 90-х годах разработаны, утверждены и изда­ны в издательстве «Просвещение» в виде брошюры, следующие 6 программ:

1. Программа курса информатики для начальной общеобразо­вательной школы, основанная на программно-методической сис­теме «Роботландия» (составители: М.А. Гольцман, А.А. Дуванов, Я.Н. Зайдельман, Ю.А. Первин). Цель курса — развитие алгорит­мического подхода к решению задач, формирование представле­ний об информационной картине мира, практическое освоение компьютера как инструмента деятельности.

2. Программа курса информатики для 8—9классов средних школ (составители: А.Г. Гейн, Е.В. Линецкий, М.В. Сапир, В.Ф. Шоло­хович). Основной целью курса является обучение школьников ре­шению жизненных задач с помощью ЭВМ. Их научат понимать, какие задачи обычно решают с помощью компьютера, для каких задач необходимо использовать компьютер, а для каких нет, како­вы этапы решения задач с помощью ЭВМ, какими средствами снабжают компьютер, чтобы облегчить общение человека с машинами.

3. Программа курса информатики для общеобразовательных школ и классов с углубленным изучением математики (состави­тели: В.А.Каймин, Ю.С. Завальский). Структура программы рассчитана на изучение информатики в 8—9 и 10—11 классах. Целью курса являются развитие у учащихся информационной культуры, привитие элементов логического мышления, выра­жающегося в умениях рассуждать, доказывать и обосновывать предлагаемые решения. В качестве средства для описания дан­ных и языка логического программирования используется язык Пролог.

4. Программа курса для школ (классов) с углубленным изучени­ем информатики (составители: А.Г. Гейн, А.И. Сенокосов). Курс рассчитан на изучение в 8—9 классах за счет часов, отводимых на трудовое обучение, а также на уроках информатики в 10—11 клас­сах. Основной целью курса является знакомство учащихся с от­раслью общественного производства, обеспечивающей разработ­ку, производство и обслуживание средств промышленной экс­плуатации информационных ресурсов, а также приобретение не­обходимых трудовых навыков в создании одного из средств про­изводства промышленной обработки данных — программного обеспечения.

5. Программа факультативного курса информатики (состави­тель ГК. Григас). Курс рассчитан на изучение в 10—11 классах. Цель курса — научить учащихся составлять алгоритмы самых раз­нообразных задач, писать программы на каком-либо алгоритми­ческом языке и выполнять их на компьютере. Учащиеся должны научиться писать алгоритм методически, наглядно, так, чтобы его легко мог понимать другой человек.

6. Программа факультативного курса информатики (состави­тель В.П. Федотов). Предлагаемая программа включает восемь не­зависимых друг от друга факультативов: ознакомительного харак­тера, для школ с углубленным изучением иностранного языка или какого-либо другого предмета, для классов физико-математиче­ского профиля, для строительных ПТУ.

Перечень учебных изданий, рекомендованных Министерством образования Российской Федерации на 2001/2002 учебный год по информатике

Автор (авторы)	Название	Классы
Геин А. Г. и др.	Информатика	10-11
Юдина А.Г.	Практикум по информатике	8-9,10-11
Кушниренко А.Г. и др.	Информатика	7-9
Кушниренко А.Г. и др.	Информационная культура	9-10
Кушниренко А.Г. и др.	Информационная культура	11
Семакин И. Г. и др.	Информатика	7-9
Под ред. Семакина И. Г., Хеннер Е.К.	Задачник-практикум по инфор­матике. Ч. 1, 2	7-9,10-11
Гейн А.Г. и др.	Информатика	7-9
Кузнецов А.А. и др.	Информатика	8-9
Семенов А.Л. и др.	Алгоритмика. (Для углубленного изучения)	5-7
Угринович Н.Д.	Информатика и информацион­ные технологии. (Для углублен­ного изучения)	10-11
Шафрин Ю.А.	Информационные технологии. (Для естественно-научного про­филя). Ч. 1,2	10-11
Под ред. Макаровой Н.В.	Информатика. (Для естествен­но-научного профиля)	10-11

Комплект тетрадей-раскрасок по информатике для начальной школы под ред. А В. Горячева

Комплект «Информатика в играх и задачах» состоит из 12 тет­радей (из расчета одна тетрадь на одну четверть), поурочных пла­нов и контрольного материала. Комплект предназначен для про­ведения уроков по теоретической информатике в классах началь­ной школы. Учебная нагрузка — один урок в неделю. По замыслу составителей уроки с использованием тетрадей-раскрасок «не за­меняют традиционную информатику в начальной школе, а пред­варяют и дополняют ее». Со своей стороны заметим, что задания в тетрадях имеют ярко выраженный развивающий характер. Можно выделить основные направления психического развития школь­ников:

— мышление: алгоритмическое, системное, логическое;

— творческое воображение;

— пространственное воображение;

— кроме того, формирование знания математических поня­тий; закрепление навыков устного счета, пропедевтика понятий информатики, экологическое воспитание младших школьников.

Например, в заданиях для отработки навыков устного счета учащиеся должны закрасить части картинок определенным цве­том, но для этого надо сначала решить пример. Задания, развивающие пространственное воображение, — это «Собери фи­гуру по вырезанным частям» или «Дорисуй ковровую дорожку». Есть задания, которые наряду с развитием пространственного во­ображения, отрабатывают понятие симметрии: «Нарисуй зеркаль­ное отображение предметов».

Для младших школьников очень важно четкое осмысление та­ких понятий, как «больше», «меньше», «не больше», «не меньше», «одинаково (равно)», «посередине», «наименьший», «наиболь­ший» и пр. С целью формирования знания подобных терминов мы предлагаем учащимся выполнить следующие задания: «На столе нарисуй ложек не больше, чем чашек», «Дай самый большой ша­рик зайчику», «Нарисуй бананов столько же, сколько животных на картинке», «Дай яблоко тому, кто стоит посередине».

Большая часть заданий составлена по аналогии с известными из литературы по психологии упражнениями. Например, задания на обобщения: «Назовите предметы одним словом и дорисуйте еще что-нибудь подобное», «Разложите предметы по шкафам». За­дания на поиск закономерностей: «Дорисуй орнамент» и «Нари­суй следующую фигуру в ряду».

Формирование знания геометрических фигур осуществляется упражнениями типа: «Раскрась картинку, посчитай, сколько здесь изображено треугольников, сколько прямоугольников и окружно­стей». Хочется заметить, что подобные задания несложно придумать самим учителям.

7. Кабинет информатики и вычислительной техники.

Задача учителя информатики состоит и в том, чтобы сделать кабинет информатики и носителем теоретических знаний по информатизации, и обладателем необходимых технических средств, и местом распространения таких знаний.

Задача учителя информатики состоит и в том, чтобы сделать кабинет информатики и носителем теоретических знаний по информатизации, и обладателем необходимых технических средств, и местом распространения таких знаний. Ситуация с кабинетами сейчас очень быстро меняется и в силу ее специфичности на местах пока нет обобщающих документов. Учитель-заведующий кабинетом положение о кабинете информатики и свои должностные инструкции чаще всего разрабатывает сам. Иногда, кстати, не зная в чем конкретно заключаются функции заведующего кабинетом.

В обязанности заведующего кабинетом входят:

• ответственность за сохранность оборудования в дисплейном классе во время занятий (Причем, из-за не подписания договора о материальной ответственности вас не могут уволить, материальную ответственность несет зам. директора по ПР, ТСО или АХД.);

• ведение журнала вводного и периодического инструктажа, журнала учета работы на каждом компьютере с указанием фамилии, имени, времени начала и окончания работы каждым учеником;

• осуществление профилактического обслуживания компьютеров включает в себя обработку пылесосом и протирка контактов спиртом 2 раза в год (Расчет норм расхода этилового спирта: монитор - 75 г, клавиатура - 100 г, остальное - 500 г - на основании сборника норм и нормативов № 4-03-001 аналогично комплекту эксплуатационных документов ЩЦМ 3.852024ЭД для ДВК-2 КУВТ-86);

• проверка технического состояния компьютеров путем тестирования;

• регулярное проведение мероприятий по антивирусной защите программных средств и устранение простейших неисправностей;

• осуществление контроля за своевременным и качественным ремонтом техники организацией, с которой учреждение заключило договор о техническом обслуживании (с обязательной фиксацией в специальном журнале);

• выявление потребности учреждений образования в технических, программных и методических средствах;

• изучение, систематизация и внедрение поступающего программного обеспечения, введение базы данных по программному обеспечению;

• организация работы с дисками (форматирование, копирование, профилактика, архивирование, тиражирование);

• ознакомление педагогического коллектива с программными и методическими материалами;

• планирование и организация работы по дооборудованию и оснащению дисплейного класса;

• планирование загрузки дисплейного класса;

• осуществление контроля за соблюдением правил безопасной работы и санитарно-гигиенических норм в дисплейном классе.

Много вопросов вызывает и оборудование кабинета и техника безопасности, и проведение гимнастики. Попробуем внести ясность: аттестация кадров по ТБ - 1 раз в 3 года, ежегодно - допуск к эксплуатации (КУВТ) на основе акта при приемке учебного заведения уполномоченными пожарной охраны и СЭС (Приказ № 92 от 27.02.95 МО РФ «О службе охраны труда...»).

Электротехнические работы проводятся только специалистом, имеющим соответствующий допуск. Ответственность и штрафы налагаются на руководителя учреждения.

Желательна внутренняя проводка, а внешняя убирается в трубы и крепится к стене. Розетки ставятся на асбестовую прокладку; соединения проводов должны быть спаяны или соединены специальными зажимами; переносные приборы должны иметь резиновую (стойкую и гибкую) оболочку на проводах с медными жилами, перед уходом все приборы должны быть обесточены (Правила пожарной безопасности для учреждений образования ГК СССР по НО, ППБ 101-89).

В кабинете должны быть телефон и закрепленные у двери на доступной высоте не менее двух углекислотных огнетушителя, хотя бы одна съемная решетка на окнах, фонарь, план эвакуации на случай пожара.

Аптечка должна содержать годные медикаменты: нашатырный спирт (при обмороке), антисептики, бинты и жгут (при кровотечении), сердечные, болеутоляющие и желудочные препараты можно давать только при ясном диагнозе. Для отдыха глаз, шеи, спины и рук учеников и учителя должна проводиться профилактическая гимнастика, правильная поза и специальная мебель (с подставками для ног).

Методические рекомендации по оборудованию кабинета информатики и вычислительной техники (КИВТ) предназначены учителям информатики, методистам, директорам школ, руководителям учебных заведений среднего уровня образовния, в которых организуется КИВТ. В рекомендациях описывается назначение КИВТ, особенности организации учебной деятельности в нем, требования к его оборудованию. В приложениях представлены "Перечни средств вычислительной техники и учебного оборудования для всех типов средних учебных заведений с базовым изучением информатики и вычислительной техники" и вариант планировки КИВТ, отвечающий педагогическим и эргономическим требованиям.
    Современный период развития цивилизованного общества по праву называют этапом информатизации. Характерной чертой этого периода является тот факт, что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства, повышающим его эффективность и наукоемкость, становится сбор, продуцирование, обработка, хранение, передача и использование информации, осуществляемые на базе современных информационных технологий. Информатизация общества - это глобальный социально-экономический процесс, характеризующийся интенсивным производством и использованием информации в качестве общественного продукта, обеспечивающего интенсификацию всех сфер экономики, ускорение научно-технического прогресса, интеллектуализацию всех видов человеческой деятельности, интенсификацию процессов обучения и подготовки кадров, развитие творческого потенциала членов общества и, как следствие этого, демократизацию общества, повышение уровня благосостояния народа. Одним из главных направлений процесса информатизации современного общества становится информатизация образования, обеспечивающая широкое внедрение в практику психолого-педагогических разработок, направленных на интенсификацию процесса обучения, реализацию идей развивающего обучения, совершенствование форм и методов организации учебного процесса, обеспечивающих переход от механического усвоения фактологических знаний к овладению умением самостоятельно приобретать новые знания. Реализация идей информатизации образования возможна в условиях использования в сфере образования перспективных моделей ЭВМ, обеспечивающих, во-первых, знакомство учащихся с современными программными средствами, системами искусственного интеллекта, средствами, реализующими технологию мультимедиа, требующими работы с большими объемами информации, в том числе и аудиовизуальной, как постоянно хранимой (накопитель на лазерном или оптическом диске), так и сменной (винчестер большой емкости), и работы в среде ДОС на каждом рабочем месте, во-вторых, обеспечивающих работу со специальным периферийным оборудованием (блоки АЦП и ЦАП для персональной компьютерной лаборатории, учебные роботы и обрабатывающие комплексы и т.д.). В связи с этим особое значение приобретает роль кабинета, в котором должны проводиться занятия по курсу информатики.

    1. Назначение кабинета информатики и вычислительной техники
    Кабинет информатики и вычислительной техники (КИВТ) организуется как учебно-воспитательное подразделение средней общеобразовательной и профессиональной школы, учебно-производственного комбината, оснащенное комплектом учебной вычислительной техники (КУВТ), учебно-наглядными пособиями, учебным оборудованием, мебелью, оргтехникой и приспособлениями для проведения теоретических и практических, классных, внеклассных занятий по курсу "Основы информатики и вычислительной техники" (ОИВТ) как базовому, так и профильным. Кроме того, КИВТ может использоваться в преподавании различных учебных предметов, трудового обучения, в организации общественно-полезного и производительного труда учащихся, для эффективного управления учебно-воспитательным процессом.
КИВТ должен быть выполнен как психологически, гигиенически и эргономически комфортная среда, организованная так, чтобы в максимальной степени содействовать успешному преподаванию, умственному развитию и формированию информационной культуры учащихся, приобретению ими прочных знаний, умений и навыков по ОИВТ и основам наук при полном обеспечении требований к охране здоровья и безопасности труда учителя и учащихся.
В КИВТ должно быть обеспечено информационное взаимодействие между учащимися и программно-аппаратными средствами хранения и обработки информации, между учащимися и учителем, необходимое для осуществления учебно-воспитательного процесса.
Занятия в КИВТ должны способствовать:

• формированию у учащихся знаний об устройстве и функционировании современной вычислительной техники; умений и навыков решения задач с помощью ЭВМ, по использованию программного обеспечения современных ЭВМ и работы информационных ресурсов;

• ознакомлению учащихся с применениями вычислительной техники на производстве, в проектно-конструкторских организациях, научных учреждениях, учебном процессе и управлении;

• совершенствованию методов обучения и организации учебно-воспитательного процесса в школе.

В КИВТ может проводиться следующая работа:

• занятия по информатике и вычислительной технике и отдельным темам учебных предметов с использованием средств новых информационных технологий (СНИТ), учебно-наглядных пособий;

• составление учащимися прикладных программ по заданиям учителей и руководства школы для удовлетворения потребностей школы и базовых предприятий;

• внеклассные занятия с использованием СНИТ.

    Число рабочих мест для учащихся может быть 9, 12, 15 в зависимости от наполняемости классов. Для проведения практических занятий на ПЭВМ рекомендуется организовывать индивидуальную, групповую и коллективную работу.
В зависимости от методических задач на одном рабочем месте может быть организована работа одного-двух учащихся.
    КИВТ может быть школьным (обслуживать одну школу) или межшкольным (обслуживать учащихся нескольких школ, училищ).

2. Оборудование кабинета информатики
    Для реализации задач и содержания работ, отмеченных выше, КИВТ оснащается материальными средствами, согласно "Перечням средств вычислительной техники и учебного оборудования для всех типов учебных заведений с базовым изучением информатики и вы- числительной техники" (см. Приложение 1).
Кроме того, КИВТ оснащается:

• программными средствами учебного назначения по курсу "Основы информатики и вычислительной техники" как базового, так и профильных;

• заданиями для осуществления индивидуального подхода при обучении, организации самостоятельных работ и упражнений уча- щихся на компьютерах;

• комплектом научно-популярной, справочной и методической литературы;

• журналом вводного и периодического инструктажей учащихся по технике безопасности;

• журналом использования комплекта учебной вычислительной техники на каждом рабочем месте;

• журналом отказа машин и их ремонта;

• держателями для демонстрации таблиц и стендами для экспонирования работ учащихся;

• инвентарной книгой для учета имеющегося в кабинете учебного оборудования, годовыми планами дооборудования КИВТ, утвержденными директором школы;

• аптечкой первой помощи;

• средствами пожаротушения.

    Рабочие места учащихся, оснащенные персональными ЭВМ (ПЭВМ), должны состоять из одноместного (или двухместного) стола и одного (или двух) стульев. На столе учащегося устанавливается ПЭВМ со всеми необходимыми периферийными устройствами. К столам подводится электропитание и кабель локальной сети. Столы оборудуются в соответствии с требованиями безопасности и крепятся к полу. Рекомендуется подставка под монитор на ученический стол.
    Общая электрическая схема питания для КИВТ включается в сопроводительную документацию, поставляемую с комплектом электрооборудования для КУВТ.
    Рабочее место учителя оборудуется столом, оснащенным аппаратурой в соответствии с "Перечнями средств вычислительной техники и учебного оборудования для всех типов учебных заведений с базовым изучением информатики и вычислительной техники" (см. Приложение 1) и двумя тумбами для принтера и графопроектора.
В процессе проведения занятия подключение электропитания к рабочим местам учащихся и выключение его производит преподаватель и отмечает это в журнале использования КУВТ. Расстановка рабочих мест учащихся в КИВТ должна обеспечить свободный доступ учащихся и учителя во время урока к рабочему месту. Оптимальным вариантом, с точки зрения безопасности труда учащихся и учителя, электробезопасности и создания постоянных уровней освещенности при работе, является периметральная расстановка рабочих столов с ПЭВМ. При наличии периметральной расстановки столов с ПЭВМ КИВТ должен быть оборудован дополнительно двухместными столами (ГОСТ 11015-86.) из расчета количества занимающихся. Эти учебные столы необходимы для теоретических занятий, опроса учащихся, выполнения контрольных работ, составления или модификации программ, решения задач в тетрадях. Расставляются эти столы в один или два ряда. Передняя стена КИВТ оборудуется классной доской для фломастеров, экраном, шкафом для хранения учебно-наглядных пособий и носителей информации и демонстрационным монитором (телевизором). Демонстрационный телевизор устанавливается на высоте 2 м от пола на кронштейне слева от классной доски. Под доской устанавливают ящики для таблиц. На верхней кромке доски крепятся держатели (или планка с держателями) для подвешивания таблиц.
    Учебные пособия и оборудование размещаются и хранятся в кабинете по разделам программы. Демонстрационные пособия и оборудование для самостоятельных работ хранятся раздельно. Для хранения учебно-наглядных пособий и оборудования КИВТ оснащается шкафом, устанавливаемым справа от классной доски. Демонстрационные пособия хранятся в КИВТ следующим образом:

• диски с программными средствами - в специальных небольших ящичках, защищенных от пыли и света, по классам и разделам программы; ящички размещаются в шкафу, а места для хранения в нем дисков отмечаются надписями;

• таблицы - в ящиках под доской или в специальных отделениях по разделам программ и классам с учетом габаритов;

• аудиовизуальные пособия хранятся на полках шкафов, диафильмы и диапозитивы - в укладках с выемками для коробок;

• справочная, учебно-методическая и научно-популярная литература - на полках шкафа (поставляется школьной библиотекой).

    В КИВТ создается картотека имеющегося учебного оборудования с указанием мест хранения и методическая картотека, oблегчающая учителю и лаборанту подготовку оборудования к занятиям.На стене, противоположной окнам, размещаются щиты с постоянно находящимися в кабинете справочными таблицами, знакомящими учащихся с правилами по технике безопасности, основными узлами ЭВМ и их функциями, видами алгоритмов и т.д. Пособия, необходимые для изучения отдельных тем и разделов курса, рекомендуется экспонировать на стене кабинета, противоположной классной доске. Для экспозиции пособий, книг и материалов КИВТ оснащается съемными стендами. Экспозиции устраиваются по наиболее важным или трудным темам курса, а также по темам, по которым учащиеся провели большую самостоятельную работу. При переходе к изучению другой темы материалы экспозиции предыдущей темы заменяются новыми.
Следует предупреждать перегрузку кабинета стендами с указанными материалами. Часть материалов может быть вынесена на стенды перед входом в КИВТ.
В КИВТ используется комплект технических средств обучения (ТСО), имеющийся в школе (см. Приложение 1).

    3. Организация работы в кабинете информатики
    Организационную работу КИВТ должен возглавлять заведующий из преподавателей ОИВТ, который является организатором оборудования кабинета, работы учителей и учащихся по применению вычислительной техники в процессе изучения курса информатики и вычислительной техники и отдельных тем других общеобразовательных предметов.
    Заведующий кабинетом ответствен за сохранность оборудования, ведение журнала инвентаризационной записи, содержание оборудования в постоянной готовности к применению, своевременность и тщательность профилактического технического обслуживания вычислительной техники, правильное ее использование, регистрацию отказов машин и организацию их наладки или ремонта, за исправность противопожарных средств и средств первой помощи при несчастных случаях, за своевременное проведение вводного и периодического инструктажей учащихся по технике безопасности, за соблюдение преподавателем и учащимися правил техники безопасности, регистрацию в журнале времени начала и окончания каждого занятия, включение и выключение электропитания.
При знакомстве учащихся с КИВТ преподаватель ОИВТ должен:

• распределить учащихся и закрепить их по рабочим местамКИВТ с учетом роста, состояния зрения и слуха;

• ознакомить с правилами по технике безопасности и работев КИВТ.

    Учащиеся, в свою очередь, должны сдать зачет по технике безопасности и правилам работы в кабинете, что отмечается в
    "Журнале регистрации вводного и периодического инструктажей по технике безопасности", в котором указывается дата инструктажей и зачетов, фаимилии и инициалы преподавателей, проводивших инструктаж и принявших зачет, фамилии и инициалы учеников, сдавших зачет, содержание инструктажа. Эти данные скрепляются подписью учителя. Ученики должны нести ответственность за состояние рабочего места и размещенного на нем оборудования. Преподаватели, работающие в КИВТ, должны строго следить за выполнением учащимися требований по технике безопасности и правил работы в КИВТ и отмечать на каждом занятии в журналах использования ПЭВМ время начала и окончания работы, состояние рабочего места, отказы машин.
    При организации работы в КИВТ следует исходить из необходимости интенсивного и одновременно эффективного использования ПЭВМ. Время, свободное от обязательных занятий по программе курса ОИВТ, следует использовать для проведения профильного обучения и кружковой работы с учащимися. При этом возможно привлечение к подобной работе учащихся младших классов. Можно рекомендовать заведующему КИВТ создание из наиболее творчески активных учащихся некоторой инициативной группы, которая наряду с участием в кружковой работе выполняла бы одновременно и отдельные работы, связанные с оборудованием КИВТ, разработкой и изготовлением различного рода учебных пособий. Необходимо также постараться подключить к внеклассной работе с учащимися их родителей.
    Важнейшей формой внеклассной работы, осуществляемой заведующим КИВТ или преподавателями, должен стать учебно-методический семинар, к участию в котором необходимо привлечь не только преподавателей информатики, но и преподавателей других общеобразовательных дисциплин. Этот семинар мог бы взять на себя прежде всего решение таких задач, как распространение опыта, знакомство с новыми программными средствами учебного назначения, обучение преподавателей основам работы на ПЭВМ, разработка основных направлений кружковой работы с учащимися и т. п. Очевидно, что организационные формы семинара могут быть весьма разнообразными и, вероятно, будут меняться по мере роста информационной культуры преподавателей. Деятельность заведующего кабинетом охватывает широкий круг обязанностей, очень многогранна и ответственна. Помощь в его работе должен оказывать лаборант кабинета информатики и вычислительной техники. Лаборант находится в непосредственном подчинении заведующего КИВТ и отчитывается перед ним за сохранность, правильное хранение и использование учебного оборудования. Лаборант обязан знать всю систему КИВТ, правила ухода за ним, условия сохранности средств вычислительной техники, программных средств и наглядных пособий. По плану преподавателя и под его руководством лаборант готовит оборудование к уроку, ведет отчетность, инвентаризационные записи. Лаборант помогает обеспечивать соблюдение правил по технике безопасности учащимися, обеспечивает постоянную готовность противопожарных средств и средств первой помощи. Лаборант может осуществлять регистрацию в журнале времени начала и окончания каждого занятия, регистрирует отказы техники во время занятий. Под руководством заведующего кабинетом лаборант проводит мелкий ремонт вышедших из строя ТСО.

    4. Учебно-материальная база, ориентированная на использование средств новых информационных технологий
    Создание учебно-материальной базы (УМБ) инфраструктуры информатизации образования предполагает решение ряда комплексных проблем. Перечислим основные из них:

• производство комплектов учебной вычислительной техники (КУВТ), отвечающих техническим, психолого-педагогическим и эргономическим требованиям;

• создание в масштабах страны (территориального региона, республики, района) системы сервисного обслуживания технических и программных средств пользователей КУВТ;

• создание распределенной системы Государственных и локальных баз данных и в перспективе баз знаний учебного назначения;

• создание телекоммуникационной сети учебного назначения регионального и в перспективе глобального масштаба;

• интеграция ведомственных, республиканских, территориальных и других информационно-вычислительных систем учебного назначения в единую Государственную информационно-вычислительную сеть, ориентированную на использование в системе народного образования.

    Остановимся на рассмотрении состава УМБ, ориентированной на использование средств новых информационных технологий, в процессе изучения курса информатики и вычислительной техники.
    I вариант состава УМБ, ориентированной на использование СНИТ:
1. КИВТ для преподавания курса информатики и отдельных общеобразовательных предметов с использованием СНИТ, в состав которого входит:

• Комплект учебной вычислительной техники, имеющий характеристики, удовлетворяющие психолого - педагогическим, эргономическим и техническим требованиям;

• Учебно-методический комплекс (УМК), ориентированный на использование СНИТ и предназначенный для преподавания общеобразовательных предметов.

УМК целесообразно формировать в виде блочной структуры, допускающей перекомплектацию отдельных видов учебного, демонстрационного оборудования, сопрягаемого с ПЭВМ, сообразно целям и задачам изучаемого учебного материала.

• Специализированная мебель и оргтехника.

• Устройства и средства, обеспечивающие технику безопасности при работе в КИВТ.

2. Лаборатория, предназначенная для проведения учебных экспериментально-исследовательских работ с использованием СНИТ.
3. Средства и устройства, обеспечивающие функционирование телекоммуникационной сети (синтез компьютерных сетей и средств телефонной, телевизионной, спутниковой связи) регионального и в перспективе глобального масштаба.
    II вариант состава УМБ, ориентированной на использование СНИТ, предполагает, помимо состава, описанного для I-го варианта, наличие автономных ПЭВМ, распределенных по одной-две по всем школьным предметным кабинетам. При таком оснащении учебного заведения процесс преподавания каждого учебного предмета может сопровождаться (при необходимости на каждом уроке) использованием вычислительных, демонстрационных, информационных и других возможностей ПЭВМ. В случае проведения индивидуальной, групповой, коллективной работы с использованием ПЭВМ, а также в случае необходимости применения учебного, демонстрационного оборудования, сопрягаемого с ПЭВМ, учащиеся могут заниматься 2 - 3 раза в неделю в КИВТ по расписанию (по одному или вдвоем за каждой ПЭВМ). Такой вариант состава УМБ требует больших затрат, но обеспечивает систематическое общение учащихся с ПЭВМ в их повседневной учебной работе.
    Для II-го варианта состава УМБ необходимо наличие школьной информационной сети, которая обеспечивает, во-первых, связь между КУВТ, расположенным в кабинете информатики и вычислительной техники, и автономными ПЭВМ, распределенными по другим школьным кабинетам, во-вторых, доступ к информационному банку данных центральной ЭВМ, расположенной в региональном (или районном) центре.

8. Методическая система обучения информатике, общая характеристика ее основных компонентов.

В зависимости от конфигурации компьютеров, имеющихся в школе, учитель варьирует содержание образования по информа­тике, но в пределах, допустимых Стандартами образования.

Дидактические принципы:

Принцип научности и посильной трудности обеспечивается методической частью программных средств и содержанием обу­чающих программ. Важно иметь в виду, что содержательная компонента образования с помощью средств информационных технологий является частью общеобразовательной компонен­ты. Учебный материал, изучаемый с помощью программ учеб­ного назначения, не должен дублировать учебники и другие средства обучения.

Принцип сознательности и творческой активности, учащихся при руководящей роли учителя реализуется каждым учителем в меру его педагогического мастерства, поскольку, имея одни и те же средства обучения (в том числе ПС), можно организовать репро­дуктивную деятельность учащихся на уроке, а можно создать про­блемную ситуацию для ее творческого решения обучаемыми. Как правило, присутствие компьютеров на уроке стимулирует творче­скую активность педагога, и он стремится организовать урок как можно интереснее. Но эффект новизны присутствия компьютера на уроке быстро проходит, и для учителя, систематически и долго использующего компьютеры в своей профессиональной деятель­ности, средства информационных технологий не являются стиму­лом для активизации творческой активности. Тогда удовлетворе­ние вышеозначенного принципа возможно только благодаря мас­терству педагога.

Принцип наглядности обучения и развития теоретического мыш­ления имеет особенно важное значение в отношении использова­ния ПС, поскольку программные системы учебного назначения являются средством обучения, основным назначением которых является совершенствование процесса обучения. За счет привле­чения программных средств в учебный процесс наиболее сильной модернизации подвергнутся наглядные методы. Проблемой при­менения наглядных методов обучения занимаются в течение мно­гих лет в Институте средств обучения РАО (в прошлом НИИ ШОТСО АПН СССР). Было доказано, что учебные модели должны быть изоморфны изучаемому явлению. «Изоморфизм и простота рассматриваются как отличительные признаки нагляд­ности». Ю. К. Бабанский отметил, что «природе развивающего обучения в большей мере соответствует динамическая нагляд­ность». Представление информации в динамике обеспечи­вают, кроме кино- и видеофильмов, информационные техноло­гии. О преимуществах динамического изложения учебного мате­риала с возможностью интерактивного вмешательства написано достаточно много в педагогической литературе по проблемам ин­форматизации (А.А. Кузнецов, Э.И. Кузнецов, Е.С. Полат, И.В. Роберт и др.).

Использование наглядности для проведения учебного экспе­римента обеспечивается не только специальными приборами, но и средствами информационных технологий — моделирующими и имитационными программами. Наибольшего внимания заслужи­вает метод моделирования, позволяющий проводить вычисли­тельный эксперимент с помощью компьютера. Последовательное и систематическое применение вычислительного эксперимента в учебном процессе позволяет сблизить методологию учебной дея­тельности с методологией научно-исследовательской работы, дает возможность обучаемому освоить навыки исследовательской дея­тельности, развивает теоретическое мышление и приближает его к практике.

Вообще говоря, любая работа учащегося за компьютером будет наглядной, поскольку программы учебного назначения отобража­ют на экране изучаемую информацию. При программировании учащиеся также могут увидеть результат своей деятельности, но после запуска программы, т. е. с отсрочкой по времени. Еще раз от­метим, что программные средства учебного назначения вносят принципиальные изменения в наглядные методы обучения за счет возможности изложения учебного материала в динамике при одновременной доступности интерактивной работы учащихся с сис­темой.

Принцип систематичности и системности относится к содер­жанию образования и так же, как принцип научности, обеспечи­вается методической частью ПС. Сразу заметим, что пока школы не будут достаточно обеспечены средствами вычислительной техники, невозможно будет реализовать принцип систематично­сти на практике, т. е. регулярное использование ПС в учебном процессе.

На сегодняшний день было бы преждевременно утверждать, что курс информатики отличает системность изложения учебного материала, еще меньше этот принцип реализуется при примене­нии программных средств для преподавания общеобразователь­ных дисциплин. Относительно системности содержания образо­вания курса информатики заметим, что содержательная компо­нента школьного курса информатики претерпевает постоянные и глобальные изменения, пытаясь отразить современные тенденции развития, как науки информатики, так и развитие средств ИТ. Ви­димо, поэтому в школьном курсе информатики выделяют четыре, мало между собой связанных раздела:

• основы теории информации;

• устройство ЭВМ;

• программирование (алгоритмизация);

• формирование навыков пользователя ЭВМ.

Мы предлагаем путем подбора соответствующих упражнений устанавливать связи между блоком занятий обучения программи­рованию и формирования пользовательских навыков. Так, при изучении электронных таблиц можно вспомнить задачи из про­граммирования на массивы, поскольку электронные табли­цы — это средство для работы с числовой информацией. Напри­мер: «Определить в одномерной числовой таблице число соседств из двух положительных чисел». При изучении графических редак­торов желательно напомнить учащимся, как можно выполнять ри­сунки с помощью операторов Бейсика или Паскаля. Сопоставив свои действия для получения рисунка в редакторе и программи­руя, школьники скорее оценят удобство работы с помощью меню, лучше поймут сущность интерфейса. Аналогично при изучении текстовых редакторов. При обучении программированию обычно рассматривают задания на преобразование символьных перемен­ных. Например: «Составьте программу, получающую слова-пере­вертыши» и пр. В текстовом редакторе решают гораздо более сложные задачи, но в основе лежит программирование всех действий. Продолжая раскрывать проблему преобразования текстовой информации, можно рассказать об экспертных системах, в кото­рых одной из главных задач является «понимание» произвольной человеческой фразы компьютером. Здесь уместно сравнить живой разговорный язык и машинный язык команд и описаний, объяс­нить учащимся, насколько сложно представить человеческую фразу в виде, понятном компьютеру, поскольку разговорный язык допускает большую вариацию построений предложений, иноска­зания, аллегории и пр. Таким образом, от программирования про­стых задач на символьные переменные можно дойти до понима­ния основных проблем искусственного интеллекта.

Принцип перехода от обучения к самообразованию имеет боль­шое значение в связи с быстрым совершенствованием средств ИТ. Любое программное обеспечение, выбранное в качестве объекта изучения на уроках информатики, устареет к моменту начала про­фессиональной деятельности школьников. Поэтому важно не только дать представление о современных прикладных системах, но и научить осваивать новые программные средства. Для само­стоятельного освоения систем существует несколько источников информации:

• строка-подсказка в меню;

• строка-подсказка, появляющаяся при неверных действиях пользователя;

• встроенный электронный справочник (типа Не1р);

• пособие для освоения работы с системой.

В современных программных системах строка-подсказка по­является в меню всякий раз, как на соответствующей пиктограмме останавливается стрелка курсора. Это сделано для пользовате­ля-новичка, или человека, редко пользующегося системой, чтобы можно было легко ориентироваться в предоставляемых системой возможностях. Также в интерактивном режиме появляется стро­ка-подсказка при несанкционированных действиях пользователя. Такое сообщение указывает на неверные действия и предлагает пути исправления ошибки.

Но наиболее последовательные и глубокие знания о работе с системой можно получить из описания системы (производите­лем), переработанного авторского курса или пособия. Для того чтобы учащиеся могли пользоваться самостоятельно подобными книгами, надо их в школе научить навыкам работы с подобной ли­тературой. Прежде всего, умению быстро находить в книге нуж­ную информацию, так как описание систем, как правило, читают в произвольном порядке, находят разделы по мере необходимости. Но самое важное — научить понимать язык информационной справки. Описания систем носят технический характер, непри­вычный для школьников, кроме того, в тексте много терминов, без знания которых информация будет непонятна, например, окна, буфер, функциональные клавиши, стилизация текста и т.д.

Принцип связи обучения с жизнью реализуется внедрением со­временных информационных технологий в образовательный про­цесс школ по следующим направлениям:

• на уроках информатики;

• при изучении общеобразовательных дисциплин;

• во внеурочной деятельности школьников. Совокупность навыков, приобретенных при использовании

компьютера в различных видах деятельности, формирует инфор­мационную культуру учащихся, которая и является основой под­готовки школьников к жизни в информационном обществе.

Принцип прочности результатов обучения и развития познава­тельных сил учащихся помогают реализовать тренинговые обучаю­щие программы, использование которых на уроке для закрепле­ния учебного материала позволяет индивидуализировать этот про­цесс. Исходя из положения о том, что «усвоение содержания обра­зования и развитие познавательных сил учащихся — две взаимо­связанные стороны одного и того же процесса», можно за­ключить, что более прочное усвоение знаний приводит к развитию умственных возможностей учащихся. Следовательно, обучающие программы способствуют не только более глубокому усвоению учебного материала, но и развитию познавательной активности обучаемых, тем более что встроенные технологии обучения таких программ, как правило, ориентированы не на запоминание путем многократного повторения («зубрежку»), а на осмысленное усвое­ние учебного материала, что соответствует вышеозначенному

принципу.

Далее отметим, что «важным дидактическим средством, спо­собствующим сознательному и прочному усвоению содержания образования, является контроль и самоконтроль». В этом от­ношении обучающие программы имеют неоспоримое преимуще­ство перед другими средствами обучения, поскольку с их помо­щью организовать контроль результатов обучения можно быстро и эффективно. Однако заметим, что намного сложнее организовать с помощью программных средств контроль за процессом деятель­ности обучаемого.

Принцип положительного эмоционального фона обучения обычно всегда реализуется на первых уроках с применением компьютера, независимо от мастерства педагога. Первоначальный интерес к вычислительной технике у школьников настолько велик, что спо­собен победить порою присущий страх перед сложностью компь­ютеров. Однако, при систематическом использовании компьюте­ры становятся привычным средством обучения, которое мало влияет на эмоциональный фон урока. Для поддержания творче­ской эмоционально-окрашенной атмосферы в классе учитель дол­жен проявить свое педагогическое мастерство, так как именно от него будет зависеть удовлетворение указанного принципа.

В принципе коллективного характера обучения и учета индивиду­альных особенностей учащихся заложено требование разрешения одного из противоречий учебного процесса. Классно-урочная система обучения, как известно, нивелирует индивидуальные осо­бенности обучаемых. Для индивидуализации обучения учитель располагает большим количеством приемов и методов, в том чис­ле с помощью программных средств учебного назначения.

Коллективный характер обучения (наряду с фронтальной ра­ботой в классе) является естественным для классно-урочной сис­темы обучения, но противоречит индивидуальному характеру ра­боты за компьютером. Организовать коллективную работу в клас­се можно на этапах решения задач с помощью компьютера, пред­варяющих непосредственное обращение к компьютеру:

• отбор данных для решения задачи и установка искомых ве­личин;

• математическая постановка задачи, описание математиче­ской модели;

• описание сценария и алгоритма решения задачи;

• составление программы (если идет обучение программиро­ванию);

и только этапы непосредственного решения с помощью компью­тера и отладка задачи должны быть выполнены индивидуально на компьютере.

Кроме общедидактических принципов при использовании ПС на уроках необходимо выполнение частных принципов, отражаю­щих особенности применения программных средств в учебном процессе. Обобщая существующие методики применения про­граммных средств (А.В. Авербух и др., 1992; М.М. Буняев, 1992; Р. Вильяме, К. Маклин, 1988; Б.С. Гершунский, 1987; А.А. Кузне­цов, 1991; Э.И. Кузнецов 1990; В.Р. Лещинер, 1992; Е.С. Полат, 1991; И.В. Роберт, 1994; 5. Ноорег, 1992), мы получили семь дидактических принципов техноло­гии применения ПС в учебном процессе общеобразовательной школы. Системообразующим фактором отбора принципов будет выступать требование обеспечения учащихся знаниями и навыка­ми, необходимыми для жизни в информационном обществе. Пер­вые три принципа являются частнометодическими и относятся к учебному процессу при использовании программных средств в ка­честве объекта изучения на уроках информатики.

1. Принцип понимания прикладных задач предполагает знание для чего, когда и где используются изучаемые системы. «Для мно­гих уже бесспорно, что ученик должен владеть такими универсаль­ными знаниями, которые позволили бы ему постоянно приобре­тать другие знания. Универсальными могут быть общие принципы и закономерности, обобщенные знания, а также методы нахожде­ния и выбора способа решения проблем».

Так, при изучении на уроках информатики текстовых редакто­ров необходимо, прежде всего, уяснить учащимся, что текстовые редакторы служат для работы с информацией, представленной в текстовом формате. С помощью текстовых редакторов можно под­готовить документ (реферат, диплом, отчет и пр.) и распечатать его на принтере. Графические редакторы применяют для подготовки рисунков, схем, анимационных фрагментов, то есть для работы со статичной и динамичной графикой. Электронные таблицы нужны для обработки систематизированной числовой информации — массивов данных, а системы управления базами данных — для систематизации, обработки и быстрого поиска информации, представленной в текстовом и числовом формате. Системы муль­тимедиа применяют при объединении и структуризации инфор­мации, представленной в звуковом, графическом и текстовом виде. С помощью языков программирования создают новые про­граммные продукты.

Таким образом, при изучении программных средств на уроках информатики необходимо добиваться понимания специфики за­дач, решаемых с помощью конкретного средства. Но конечной це­лью обучения является другая задача — учащиеся должны уметь выбирать средство для решения прикладных задач.

2. Принцип общности требует доведения до сведения учащихся функциональных возможностей, которые предоставляют про­граммные средства данного типа. «Частные случаи и свойства дос­тавляют усиление и конкретность; общие принципы превращают частности в единую систему».

Как правило, учащиеся на уроках информатики знакомятся с одним каким-нибудь редактором или электронной таблицей, но это средство не исчерпывает все возможности, предоставляемые программным средством данного типа. Поэтому необходимо со­общать наиболее широкий спектр опций систем данного типа. На­пример, с помощью текстовых редакторов можно текст создать, отредактировать (т. е. изменять, добавлять, копировать, переме­щать и пр.), а также вставлять в текст имеющиеся фрагменты тек­ста, графики, баз данных из других файлов, проверять орфографи­ческие ошибки, разбивать на страницы, выводить текст на бумагу (распечатывать) и пр. В графическом редакторе можно не только пользоваться графическими примитивами: прямоугольник, эллипс, отрезок, а также выполнять операции типа заливка, копиро­вание, перемещение, но и растягивать — сжимать изображение, переворачивать его, инвертировать, пользоваться библиотекой образов, создавать объемные фигуры, сканировать готовые изо­бражения, готовить анимационные фрагменты.

В электронных таблицах, как правило, возможно, редактирова­ние как самой таблицы (ячеек, строк, столбцов), так и содержимо­го ячеек. В них можно упорядочивать данные по столбцам и стро­кам, а также производить вычисления по формулам и получать графическую интерпретацию данных таблицы. Системы управле­ния базами данных в отличие от готовых баз данных позволяют за­давать структуру базы данных; ее можно изменять, а также редак­тировать содержимое полей и записей, производить поиск и от­бор, создавать отчет. Системы мультимедиа позволяют объединять информацию, представленную в различном формате, и соответст­венно видоизменять ее.

3. Принцип понимания логики действий в данном программном средстве не учитывается в практической методике преподавания информатики. А между тем современные программные средства разрабатываются на основе очень разных технологических прин­ципов. Так, существуют графические редакторы на основе растро­вой графики и векторной графики. Без понимания принци­пов организации данного средства невозможна грамотная работа в нем. Например, многие навыки работы в растровом графическом редакторе будут только мешать при работе в редакторе на основе векторной графики, где объекты надо воспринимать не по точкам, а целиком и группами. Особенности работы в каждом средстве надо выявлять, формулировать и объяснять учащимся. Но, с другой стороны, не забы­вая об общих приемах работы. Например, все приложения под Мпс1о\У5 совместимы на уровне обмена содержимого буфера, т. е. в любом приложении можно вырезать фрагмент образа и перенести его в другое приложение. Также единообразно организована рабо­та со справочной документацией, принцип работы с объектом (выделение, а затем изменение) и пр.

В аспекте деятельностного подхода к процессу обучения «про­исходит освоение учащимися культуры, включающей не только продукты деятельности, но и совокупность самих деятельностей». Другими словами, важно не только сообщить сумму знаний, но и научить этими знаниями управлять. Поэтому важно, чтобы при изучении программных средств учащиеся не только знали, для чего нужны эти средства, но и понимали логику действий при ра­боте с системами.

Следующие принципы являются частнодидактическими и от­носятся к учебному процессу при использовании программных средств в преподавании общеобразовательных дисциплин (в том числе информатики).

4. Принцип оптимального использования ПС для решения дидак­тических задач общеобразовательных дисциплин. Прежде всего, здесь необходимо отметить, что прикладное программное обеспе­чение в этом случае будет выступать не как объект изучения (как в предыдущих трех принципах), а как средство обучения и развития учащихся. Например, при изучении темы «Компьютерное моде­лирование» используют и среды языков программирования, и электронные таблицы, и СУБД, и графические редакторы. По­средством совокупности этих средств будут раскрыты понятие и сущность разработки моделей с помощью информационных тех­нологий.

Условия и критерии оптимизации учебного процесса были рассмотрены достаточно подробно в педагогической литературе. Принцип оптимального использования ПС конкретизирует кри­терии оптимальности относительно программных средств, беря за основу критерий достижения оптимальности результатов учебно­го процесса при минимальной затрате необходимых усилий (в том числе временных) со стороны участников учебно-воспитательно­го процесса. Ниже мы покажем, что при использовании ПС в учебном процессе допустимы все известные методы обучения. В соответствии с принципом оптимизации учебного процесса учи­тель сам выбирает наилучшее для данных условий сочетание мето­дов обучения, имея возможность их замены в процессе обучения.

Важно, чтобы учитель знал дидактические возможности и назна­чение каждого программного средства и использовал его в соот­ветствии с ними. Так, для формирования навыков репродуктивной деятельности надо выбирать средства, основанные на технологии программированного обучения, обучающие программы со встро­енной технологией обучения.

Для формирования навыков экспериментально-исследова­тельской деятельности применяют информационно-поисковые системы, системы моделирования, электронные таблицы. Для ор­ганизации информационно-поисковой деятельности учащихся на уроке учитель отбирает средства, содержащие избыточное инфор­мационное пространство: гипертекст, системы мультимедиа, ги­пермедиа и др. Специально подобранные упражнения позволяют расширить дидактические возможности программных средств. Так, на основе графических редакторов можно не только знако­мить учащихся с системами графического представления инфор­мации, но и развивать логическое мышление учащихся.

Рассмотрим вопрос экономии времени учителя при использо­вании ПС. Организация опроса учащихся с помощью программ­ных средств контроля позволяет не только индивидуализировать проверку знаний, но и экономит время учителя на уроке и во вне­урочное время (поскольку не надо проверять тетради, диагностику результатов опроса программа, как правило, выдает сразу). С дру­гой стороны, наиболее эффективны в процессе обучения програм­мы, разработанные учителем на основе инструментальных про­граммных средств. На разработку программы учитель тратит опре­деленное количество часов своего внеурочного времени, которое, однако, «окупается» за счет систематичного применения разрабо­танных программ. Еще большую эффективность за счет экономии времени приносят демонстрационные программы. Следователь­но, можно считать, что использование ПС в процессе обучения способствует экономии времени педагога.

5. Принцип использования ПС для развития творческой активно­сти учащихся пока мало реализуется на практике. А между тем сформулированные соответствующим образом задания способст­вуют развитию мышления учащихся, формируют исследователь­ские навыки. Например, можно при изучении графических редак­торов предлагать учащимся задания, способствующие развитию логического мышления, пространственного воображения и пр. Исследовательские навыки формируются при решении зада­ний проектного типа: нечетко сформулированное задание, пред­полагающее дальнейшую конкретизацию и соответствующий подбор вариантов решения. Например, при изучении СУБД можно учащимся предлагать задания типа: «Разработайте примерный бюджет вашей семьи за три месяца. В каком месяце расход макси­мальный, минимальный?» или «Составьте смету расходов на ре­монт в вашей школе. Определите наиболее дорогой материал, мак­симальное количество материала». В этих упражнениях учащиеся должны сами подобрать или найти в книгах данные, продумать, каким образом их систематизировать и обработать. Подобная ра­бота предполагает длительную предварительную подготовку, по­этому задания проектного типа лучше давать более чем на один урок.

6. Принцип комплексного использования ПС на уроках заключает­ся в утверждении, что наибольший эффект в обучении можно дос­тичь только путем комплексного использования разнообразных средств обучения. Не существует универсального средства обуче­ния, способного решить все учебные задачи, поэтому только опти­мальное сочетание различных средств обучения в комплексе спо­собствует эффективному протеканию учебного процесса.

. Принцип оптимального использования программных средств для разработки обучающих программ требует знания дидактическо­го назначения инструментальных программных средств для разра­ботки обучающих программ (ИПС СОП). При использовании в учебной деятельности средств разработки обучающих программ позволяют:

• разрабатывать новые программные продукты учебного на­значения;

• предъявлять обучающие программы и психологические тесты определения индивидуальных особенностей учащихся и обрабатывать полученные результаты;

• обучать учащихся современным приемам создания про­граммных продуктов.

Предметное наполнение обучающих программ практически не зависит от типа программного средства, на основе которого они разрабатываются. Важно, чтобы учитель знал возможности и назначение каждого средства и использовал его в соответст­вующем случае. Так, на основе универсальных ИПС СОП можно разрабатывать обучающие программы для контроля, обучения, тренажа, организации исследовательской деятельности и пр. На основе специализированных ИПС СОП разрабатывают обучаю­щие программы в соответствии с возможностями инструмен­тальных средств: на основе контролирующих, программы для опроса учащихся, на основе тренинговых — программы для от­работки учебных навыков, на основе информационно-поиско­вых — программы для организации информационно-поисковой деятельности учащихся.

9. Комплексное использование средств обучения на уроках информатики.

В систему средств обучения наряду с учебниками, учебными и методическими материалами и программным обеспечением для компьютеров входят и сами компьютеры, образующие единую комплексную среду, которая и позволяет учителю достигать поставленных целей обучения. Вот перечень основных компонентов рекомендуемой системы средств обучения информатике в школе:

- программно-методическое обеспечение курса информатики, включающее как программные средства для поддержки преподавания, так и инструментальные программные средства (ИПС), обеспечивающие учителю возможность управления учебным процессом, автоматизацию контроля учебной деятельности, разработки программных средств (или их фрагментов) учебного назначения для конкретных педагогических целей;

- объектно-ориентированные программные системы, обеспечивающие формирование культуры учебной деятельности, в основе которых лежит определённая модель объектного мира пользователя (например, текстовый редактор, база данных, электронные таблицы, различные графические системы);

- учебное, демонстрационное оборудование, сопрягаемое с ПЭВМ (имеются в виду средства обучения, функционирующие на базе информационных технологий, компенсирующие или амортизирующие отсутствие предметной среды и обеспечивающие предметность деятельности, её практическую направленность, например, учебные роботы, управляемые ЭВМ; электронные конструкторы; модели для демонстрации принципов работы ЭВМ, её частей, устройств);

- средства телекоммуникаций, обеспечивающие доступность информации для обучаемых, вовлечённость их в учебное взаимодействие, богатое интеллектуальными возможностями и разнообразием видов использования ресурсов Всемирной информационной сети.

Любопытно заметить, что, по мнению великого философа, «средство свыше, чем конечные цели внешней целесообразности; плуг нечто более достойное нежели непосредственно те выгоды, которые доставляются им и служат целями. Орудие сохраняется, между тем как непосредственные выгоды преходящи и забываются. Посредством своих орудий человек властвует над внешней природой, хотя по своим целям он подчинён ей» (Гегель Г. Наука логики: В 3 т. – М., 1972. – Т. 3. – С. 200). Остаётся лишь пожалеть, что в отличие от бренного плуга, сохранившего свои черты с достопамятных времён, компьютеры (как и сопровождающее их программное обеспечение) изменяют свои характеристики и функционал столь стремительно, что не оставляют никаких надежд организаторам образования на хоть сколько-нибудь протяжённое во времени их использование.

Введение в учебный план средней школы нового предмета «Основы информатики и вычислительной техники» потребовало разрешения проблемы обеспечения взаимодействия учащихся с ЭВМ. Очевидно, что эта проблема, вытекая из общей задачи компьютеризации образования, имеет более широкое значение, чем обеспечение преподавания нового учебного курса, так как предусматривает в конечном итоге также и интересы преподавания всех школьных дисциплин, постановки всего школьного дела.

При сохранении основного требования – обеспечение взаимодействия учащихся с компьютерами и необходимыми информационными банками данных – на начальном этапе компьютеризации школы рассматривалось несколько возможных путей решения этой организационно-технической задачи. Один из них – оснащение школ терминалами, подключенными вычислительным центрам коллективного пользования (ВКЦП) и, далее, к единой государственной сети вычислительных центров (ГСВЦ). Этот подход рассматривался как наиболее перспективный, хотя и отдалённый по времени практической реализации. По этой причине исходили из того, что пока ВЦКП и терминальные сети будут развиваться, необходимо использовать и другие возможные пути. В частности, рассматривался вариант, при котором потребности одной школы (или группы школ) могут быть вполне обеспечены с помощью одной мини – ЭВМ, обслуживающей группу терминальных устройств, расположенных в одной школе или нескольких соседних школах. ЭВМ в этом случае должна была иметь развитую систему разделения времени, позволяющую обеспечить одновременную работу большого числа пользователей.

Другой способ технического решения этой же задачи – оборудование в школах кабинетов, оснащённых комплексами учебной вычислительной техники (КУВТ) на базе персональных ЭВМ, включенных в глобальные сети. Именно этот путь в условиях всё более широкого распространения компьютерной коммуникации сохраняется как генеральный путь компьютеризации сферы образования.

Со временем функциональное назначение средств вычислительной техники и программного обеспечения (ПО) в сфере образования (в том числе и в школе) начинает рассматриваться в более широком диапазоне применений:

- как средство обучения при изучении общеобразовательных и специальных предметов и при профессиональной подготовке;

- для формирования у учащихся основ информационной культуры, выработки умений и навыков практической работы на ЭВМ и с современными прикладными программами;

- для обеспечения функционирования информационных сетей (как локальных, так и распределённых) и телекоммуникаций;

- для автоматизации делопроизводства и ведения документации внутри учебных заведений и в системе управления образованием;

- для организации и проведения учебно-исследовательских работ на основе информационных и коммуникационных технологий и мультимедиа-средств;

- для обеспечения автоматизации процессов контроля, коррекции результатов учебной деятельности, тестирования и психодиагностики;

- для автоматизации процессов обработки результатов учебного эксперимента, управления учебным, демонстрационным оборудованием;

- для разработки педагогического программного обеспечения и обеспечения связанных с этим научно-исследовательских работ.

Программное обеспечение является неотъемлемой компонентой системы средств обучения информатике, а их минимально необходимый набор должен быть составной частью оборудования Кабинета вычислительной техники (КВТ). Согласно педагогико-эргономическим условиям используемое в кабинете информатики программное обеспечение должно включать:

- системное ПО (операционная система, операционные оболочки, сетевое ПО, антивирусные средства, средства резервного копирования и восстановления информации и т.п.);

- ПО базовых информационных технологий (текстовые редакторы, электронные таблицы, СУБД, системы компьютерной графики и системы подготовки компьютерных презентаций, телекоммуникационное ПО и др.);

- инструментальное ПО общего назначения;

- ПО учебного назначения (рекомендуется к применению при наличии сертификата Министерства образования РФ);

- По поддержки издательской деятельности для нужд учебного заведения.

10. Пропедевтика основ информатики в начальной школе.

Основу информационного пространства составляют информационные ресурсы и средства их обработки. Будучи средством обучения, информационные и коммуникационные технологии одновременно оказываются учебным предметом в рамках информатики. Школьной дисциплины, которая призвана формировать завтрашний облик школы в контексте решения общих образовательных задач, начиная с задач, стоящих перед начальной школой.

В современной школе выделяют несколько этапов овладения основами информатики и формирования информационной культуры. Первый этап, охватывающий школьников 1-6 классов, определяется как пропедевтический - вводный, ознакомительный, предваряющий более глубокое изучение предмета в 7-9 и 10-11 классах.

В настоящее время существует большое число научных исследований, множество целостных курсов, программно-методических комплексов, отдельных учебно-методических разработок, посвященных преподаванию информатики и применению новых информационных технологий в младших классах общеобразовательной школы.

На наш взгляд, для массовой школы наиболее приемлемым является пропедевтический курс "Ведение в информатику и информационные технологии", основывающийся на таких принципах как: принцип непрерывности и целостности; научность в сочетании с доступностью, строгость и систематичность; принцип интегративности курса; принцип развивающего обучения.

Ряд возникающих перед учителем проблем может быть решен с помощью задачника по информатике и практикума по информационным технологиям, в которых были бы собраны и систематизированы интереснейшие задачки, задания и упражнения, разбросанные в настоящее время по различным книгам, газетным и журнальным статьям.

Понимание учителями начальных классов происходящих изменений целей обучения информатике должно существенно повлиять на содержание обучения в начальной школе в целом, а, следовательно, и на методические подходы в обучении младших школьников. Это особенно важно, поскольку психофизиологические особенности и особенности восприятия информации младшими школьниками предполагают широкие возможности для развития личности и способностей ребенка, его мировоззрения и стиля мышления.

К системообразующим принципам разрабатываемой методики можно отнести следующие: акцент в построении методики сделан на развивающей стороне обучения, т.е. на формировании обобщенных умственных действий; при обучении грамоте формируются не только навыки чтения, письма и счета, но и формируются пропедевтические знания о символах и знаках, целом и его элементах, множестве, моделировании и др.; использование компьютерной поддержки ориентировано на формирование учебной деятельности учащегося с компьютером и формирование учащегося-пользователя компьютера.

Системно-информационную картину мира важно формировать постепенно, из урока в урок заботливо и осознанно, начиная с "фундамента", переходя от одного возрастного уровня к другому, внимательно наблюдая за развитием ребенка. Системный анализ должен "пронизывать" всю программу обучения и тогда каждое новое понятие, каждое новое знание будет занимать свое место в системе знаний школьника, постепенно формируя научное мировоззрение, основанное на принципах приоритета общечеловеческих ценностей. Информатика, целенаправленно изучающая и формирующая системно-информационную картину мира, раскрывающая взаимосвязь различных явлений и процессов, является надежным "полем" для формирования не только современного научного мировоззрения, но и нравственной стороны личности учащегося. В связи с этим возрастает необходимость поиска путей реализации основных педагогических задач.

- Сформулировать принципы целенаправленного формирования системно-информационной картины мира в сознании учащегося.

- Сформировать современную компьютерную информационную среду, отвечающую принципам и подходам в организации педагогического процесса, формам и способам организации учебной деятельности учащихся на уроках информатики при формировании научной системно-информационной картины мира. Необходимо создание банка компьютерных программ по разным предметам, главная цель которых - дать знание на основе новых информационных технологий. При этом целесообразно создать такие программы, которые будут способствовать решению педагогических задач, которые можно решить только с помощью компьютера.

- Разработать методику изучения младшими школьниками понятий "классической" информатики и первоначальных теоретических знаний в курсе пропедевтики информатики.

- Дать подробное описание уроков информатики в начальной школе, где в основу педагогической разработки войдет поурочное планирование, описание деятельности учителя по организации учебного процесса и описания деятельности учеников.

- Оценивать и корректировать уровень знаний учащихся, полученный в результате использования конкретной компьютерной программы учебного назначения. Это становится необходимым, так как без оценки качества и дидактической эффективности программных средств назначения очень трудно разобраться в том, какой компьютерной программе отдать предпочтение.

Для эффективного использования компьютера как средства обучения необходимо в начальной школе сформировать учащегося-пользователя ЭВМ. То есть, решить две задачи: сформировать деятельность ребенка с компьютером и, в частности, учебную деятельность с компьютером.

В процессе формирования пользователя ЭВМ можно выделить 3 аспекта.

1. Формирование элементарных навыков пользователя (умение взаимодействовать с устройствами ввода-вывода).

2. Обучение ведению обобщенных способов диалога "человек-ЭВМ": меню (простые и сложные), ввод строки сообщения, пиктографический интерфейс, выбор варианта по нажатию клавиши.

3. Обучение обобщенным способам обработки информации в информационных системах (текстовые, графические, музыкальные редакторы, базы данных, электронные таблицы, языки программирования).

В начале обучения характерно преобладание формирования механических навыков, при этом формируемые навыки (управление курсором, выбор объекта и т.д.) должны автоматизироваться. Постепенное формирование навыков управления компьютером требует перехода от клавишных операций к функциональным действиям. В то же время нужно учитывать, что для первоклассника сложно даже выделить смысловые элементы изображения на экране. Поэтому учет взаимосвязи различных аспектов формирования деятельности учащегося с компьютером - одна из основных задач информатизации начального обучения.

11. Цели и задачи дисциплины «Теория и методика обучения информатике»

Программа предназначена дать теоретическую и практиче­скую подготовку учителей в области методики преподавания ин­форматики.

Цель курса — подготовить методически грамотного учителя информатики, способного:

• проводить уроки на высоком научно-методическом уровне;

• организовать внеклассную работу по информатике в школе;

• оказать помощь учителям-предметникам, желающим ис­пользовать компьютеры в обучении.

Задачи курса:

• подготовить будущего учителя информатики к методически
  грамотной организации и проведению занятий по информатике;

• сообщить приемы и методы преподавания информатики,
  наработанные к настоящему времени;

• обучить различным формам проведения внеклассной работы по информатике;

• развить творческий потенциал будущих учителей информатики, необходимый для грамотного преподавания курса, посколь­ку курс ежегодно претерпевает большие изменения.

Программа главным образом определяет общий объем знаний, принятая в ее разделах последовательность изучения тем курса но­сит лишь рекомендательный характер.

Основной формой изучения вопросов общей методики явля­ются лекции и семинары. При проведении семинаров использу­ются такие методы учебной работы, как дискуссии, организуемые на основе обсуждения заранее подготавливаемых теоретических сообщений студентов, так и иные приемы активизации учебной работы, применяемые при отработке общетеоретических вопро­сов: ролевая игра, «мозговой штурм» и др.

Изучение вопросов конкретной методики преподавания инфор­матики проходит в трех основных разделах, соответствующих трем этапам изучения непрерывного школьного курса информатики: про­педевтический курс, базовый курс, дифференцированное обучение. При этом главную роль выполняют лабораторные занятия.

Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен:

• понимать роль информатики в формировании всесторонне развитой личности;

• знать основные концепции обучения информатике, а также программы и учебники, разработанные на их основе;

• знать содержательные и методические аспекты преподавания школьной информатики на разных уровнях;

• уметь использовать программную поддержку курса и оцени­вать ее методическую целесообразность;

• знать содержание работы учителя по организации, планированию и обеспечению уроков информатики;

• уметь организовывать занятия по информатике для учащихся различных возрастных групп.

Содержание разделов дисциплины

I. ВВЕДЕНИЕ

Предмет методики преподавания информатики и ее место в системе профессиональной подготовки учителя информатики.

Информатика как наука и учебный предмет в школе.

Методическая система обучения информатике в школе, общая характеристика ее основных компонентов.

II. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В ШКОЛЕ

Анализ исторических предпосылок формирования целей и за­дач введения в школу самостоятельного учебного предмета ОИВТ.

Цели и задачи обучения основам информатики в школе, педа­гогические функции курса информатики.

Компьютерная грамотность как исходная цель введения курса ОИВТ в школу; информационная культура учащихся как перспек­тивная цель обучения информатике в школе.

III. СОДЕРЖАНИЕ ШКОЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
В ОБЛАСТИ ИНФОРМАТИКИ

Формирование концепции и содержания непрерывного курса информатики для средней школы. Структура обучения основам информатики в средней общеобразовательной школе.

Стандартизация школьного образования в области информа­тики. Назначение и функции общеобразовательного стандарта в школе.

IV. ПРОПЕДЕВТИКА ОСНОВ ИНФОРМАТИКИ
В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ

Цели и задачи обучения пропедевтическому курсу информати­ки. Специфика методов и форм обучения информатике на пропе­девтическом этапе. Игра как ведущая форма организации занятий по информатике в начальной школе.

Анализ содержания существующих курсов информатики для начальной школы.

Методика применения программных средств с целью обучения и развития учащихся.

V. БАЗОВЫЙ КУРС ИНФОРМАТИКИ

Основные компоненты содержания базового курса информа­тики, определенные стандартом. Анализ основных существующих программ базового курса. Учебные и методические пособия по ба­зовому курсу информатики.

Научно-методические основы реализации содержательной ли­нии «Информация и информационные процессы». Методика изложе­ния учебного материала по вопросам, связанными информаци­ей, информационными процессами. Формирование представле­ний о сущности информационных процессов в системах различ­ной природы.

Научно-методические основы реализации содержательной линии «Представление информации». Содержание и методика изучения способов представления информации. Развитие понятия о языке в средстве представления информации. Формирование представлений о кодировании информации. Различные подходы к оп­ределению количества информации.

Научно-методические основы реализации содержательной ли­нии «Системы счисления и основы логики». Формирование пред­ставлений о системах счисления: понятие системы счисления, двоичная система счисления, системы счисления, используемые в компьютере. Методические особенности формирования у уча­щихся основных понятий формальной логики. Операции фор­мальной логики. Изучение основных логических элементов ком­пьютера.

Научно-методические основы реализации содержательной линии «Компьютер». Формирование у учащихся представлений о функ­циональной организации компьютера, принципах работы, основ­ных устройствах и периферии; изучение основных компонентов и команд операционной системы.

Научно-методические основы реализации содержательной линии «Основы алгоритмизации и программирования». Анализ структуры и методика изложения раздела «Алгоритмы» в базовом курсе информа­тики. Учебные исполнители как средство формирования базовых по­нятий алгоритмизации; ППС по разделу «Основы алгоритмизации». Частная методика изучения языков программирования: методы «Ро­левая игра», «Черный ящик», «Вычислительная машина» и др.; прие­мы усложнения алгоритмов и программ, таблицы значений и пр. Об­зор языков программирования, изучаемых в школе; связь языков программирования с учебным алгоритмическим языком; типовые алгоритмы школьного курса информатики.

Научно-методические основы реализации содержательной линии «Моделирование и формализация». Методика формирования пред­ставлений о моделях и формализации: формализация, основные типы моделей, информационные модели и их исследование; озна­комление учащихся с основными понятиями системного анализа (система, связь, структура, среда и др.). Примеры школьных задач на моделирование в различных прикладных программах: тексто­вых и графических редакторах, электронных таблицах, базах данных.

Научно-методические основы реализации содержательной линии «Информационные технологии». Задачи, содержание и структура раздела «Информационные технологии»,'основные виды про­граммных средств, дидактические принципы их применения в учебном процессе. Методические особенности изучения техноло­гии обработки текстовой информации. Методические особенно­сти изучения технологии хранения, поиска и сортировки информации. Методические особенности изучения технологии об­работки числовой информации. Методические особенности изу­чения технологии обработки графической информации.

Методические особенности изучения учащимися компьютерных телекоммуникаций. Виды сетей и основные информационные ре­сурсы. Сеть Интернет. Средства обучения на основе использова­ния сетевых технологий: электронные учебники, веб-сайты, веб-квесты и пр. Организация и разработка учебных телекоммуни­кационных проектов. Координация проектной деятельности уча­щихся. Реализация личностно-ориентированных технологий обу­чения при работе учащихся в компьютерных сетях.

VI. ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОЕ ОБУЧЕНИЕ ИНФОРМАТИКЕ
НА СТАРШЕЙ СТУПЕНИ ШКОЛЫ

Научно-методические основы дифференциации обучения инфор­матике на старшей ступени школы: дифференциация обучения как способ реализации личностно ориентированной парадигмы школьного образования; особенности профильной и уровневой дифференциации содержания обучения информатике; возмож­ные варианты классификаций профильных курсов информатики; оценка результатов профильного обучения информатике.

VII. ОРГАНИЗАЦИЯ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В ШКОЛЕ

Рабочая программа, календарный план, тематическое и по­урочное планирование учебного процесса, конспект урока. Осо­бенности подготовки учителя к уроку информатики, планирова­ние и хронометраж ППС. Схема самоанализа урока.

Выбор форм обучения, новые формы учебного процесса, ис­пользование метода учебных проектов. Самостоятельная работа школьника.

Школьный кабинет информатики. Основные требования. Са­нитарно-гигиенические нормы работы на компьютере. Требова­ния техники безопасности.

VIII. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Пропедевтический этап обучения

1. Методика формирования представлений об информации и
   информационных процессах.

2. Методика начального знакомства с устройством компьютера
   и областями его применения.

1. Учебные исполнители как средство развития алгоритмиче­ского и логического мышления.

2. Методика формирования элементов творческой деятельности на основе использования современных компьютерных техно­логий.

Базовый курс

1. Анализ школьных учебников по информатике. Анализ измене­ний содержания учебных пособий по информатике 90-х годов и
современные учебники. Сопоставление содержания учебников с
учебными программами, рекомендованными Министерством образования РФ. Учебники для младших школьников, их специфи­ка. Учебные пособия для факультативных курсов.

1. Методика формирования представлений об информации и
   управлении: управление; роль информации и информационных
   процессов в управлении; единство информационных основ процессов управления в системах различной природы; структура са­моуправляемой системы; замкнутые и разомкнутые системы управления (примеры); обратная связь (элементы кибернетики).

2. Формирование базовых понятий алгоритмизации в школьном
   курсе информатики с использованием учебных исполнителей: понятие об алгоритме; исполнитель алгоритма; система команд испол­нителя; примеры алгоритмов и исполнителей; способы описания алгоритмов; свойства алгоритмов; возможность автоматизации исполнения алгоритмов; команды ветвления и повторения; вспо­могательные алгоритмы как средство расширения системы ко­манд исполнителя; ППС по разделу «Исполнители».

3. Методика изучения учащимися понятий, связанных с форма­лизацией и моделированием: моделирование объектов и процес­сов на языках программирования и в различных прикладных программах; исследование на компьютере информационных моделей.

4. Методические особенности изучения учащимися систем тек­стовой обработки: индивидуальные и коллективные (разработка классных газет) формы работы; текстовый редактор как средство моделирования; возможности текстовых редакторов для созда­ния электронных документов, в том числе дидактических мате­риалов.

Методические особенности изучения учащимися систем обра­ботки графической информации: развивающий характер заданий при изучении графических редакторов, подбор заданий для вы­полнения в редакторах векторной и растровой графики, использование периферийных устройств (сканера) для выполнения про­ектных заданий.

1. Методические особенности изучения систем структуризации
   информации: баз данных и электронных таблиц. Формирование и
   развитие системного мышления на уроках информатики. Коллек­тивные формы работы и проектные технологии обучения при изу­чении систем структуризации информации.

2. Мультимедийные технологии на уроках информатики. Проектные методы обучения при изучении мультимедиа технологий.
   Анализ современных электронных учебников и других мультимедийных обучающих систем, методика их применения на уроках информатики и других общеобразовательных дисциплин.

3. Методические особенности изучения учащимися способов рабо­ты в компьютерных сетях: групповые и индивидуальные формы
   работы в сетях, способы организации культурно-образовательной
   среды на основе использования сетевых технологий.

10. Методические особенности организации и проведения вне­
классных занятий по информатике. Решение олимпиадных задач,
разработка конкурсных проектных работ, методика обучения по­
средством телекоммуникационных технологий.

Профильное обучение

Методические особенности усвоения старшеклассниками теоре­тических основ информатики в условиях профильного обучения: тео­рия алгоритмов, вычислительный эксперимент, кибернетические основы информационных процессов, информационные системы искусственного интеллекта и т.д.

12. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ОСНОВНЫХ РАЗДЕЛОВ КУРСА ИНФОРМАТИКИ

Взаимосвязи основных компонентов курса информатики и вычислительной техники

А.А. Кузнецов вслед за А.М. Пышкало рассматривал мето­дическую систему обучения информатике как совокупность пяти иерархически взаимосвязанных компонентов: целей, содержания, методов, организационных форм и средств обучения .

Специфика курса информатики заключается в том, что нали­чие или отсутствие компьютерного класса и тип ПЭВМ определя­ют, чему и как учить школьников. Другими словами, от средств обучения зависят и задачи обучения, а следовательно, и содержа­ние, которое определяет методы и организационные формы про­ведения уроков.

Общими целями, стоящими перед курсом информатики, явля­ются формирование и развитие научных и технологических зна­ний и умений, необходимых для понимания информационной точки зрения на мир, для использования информационных технологий в практической деятельности, в том числе, для изучения других предметов, для продолжения образования, а именно:

• знание основных понятий и методов информатики, состав­ляющих ядро содержания образования в области информатики;

• овладение языком информатики и умение использовать его для построения информационных моделей;

• формирование умений использовать компьютер и про­граммное обеспечение для решения практических задач.

В зависимости от конфигурации компьютеров, имеющихся в школе, учитель варьирует содержание образования по информа­тике, но в пределах, допустимых Стандартами образования. Более подробно содержание и взаимосвязи основных компонентов ме­тодической системы информатики будет описано в последующих главах.

13. Методика обучения программированию

Требования к знаниям и умениям учащихся

Базовая подготовка в области информатики должна включать:

• изучение основ вычислительной математики и моделирова­ния; цель — сформировать представление о принципиальных возможностях, ресурсоемкости и надежности современных матема­тических моделей и алгоритмов;

• освоение практического программирования; цель — на­
учить грамотно программировать несложные практические зада­чи, дать представление о современной технологии программирова­ния и о технико-экономических аспектах разработки и эксплуата­ции сложных программных комплексов.

Компьютерная грамотность также включает знание в общих чертах основных понятий алгоритмизации и программирования (языки, алгоритмы и программы, структуры программ и данных, задачи и спецификации, проверка правильности программ, слож­ность задач).

Составной частью компьютерной грамотности является программирование, понимаемое не как совокупность профессио­нальных умений и навыков, а как культура формирования разветв­ленных планов действий и построения машинных исполнителей.

Задача обеспечения компьютерной грамотности имеет вспо­могательный и подчиненный характер по отношению к задаче формирования информационной культуры.

После изучения темы учащиеся должны иметь представление о:

• переменной как участке памяти ЭВМ;

массиве как совокупности однотипных данных;

понимать:

• характер изменения параметра в процессе выполнения цикла;

• процесс выполнения программ, содержащих обращение к подпрограммам;

знать:

• атрибуты переменной (имя, тип, значение);

• стандартные функции, правила определения функций поль­зователя;

• правила записи и порядок выполнения логических выраже­ний;

• правила определения подпрограмм и обращение к ним;

• правила описания массивов данных;
уметь:

• описать процесс задания значения переменной с помощью
  оператора присваивания;

• описать форматы простейших операторов, обеспечивающих
  ввод данных с клавиатуры и вывод символов на экран;

• описать форматы стандартных функций, типы аргументов
  типы значений; определять функции пользователя, использовать их в выражениях;

• описать формат условного оператора и порядок выполнения
  его в полном и неполном вариантах; записывать простые разветвляющиеся алгоритмы в виде программ;

• описать формат операторов организации циклов; записы­вать простые циклические алгоритмы в виде программ;

• описать формы графических операторов; использовать эти операторы для создания простых изображений;

• организовать ввод/вывод массива данных; различать индекс и значение массива;

• владеть простейшими приемами отладки программ.

Некоторые методы и приемы обучения программированию

Необходимо заметить, что здесь мы не рассматриваем методи­ку составления программ, то есть методику программирования, поскольку это большая тема, выходящая за рамки нашего пособия. Мы обобщили опыт учителей-практиков и свой собственный опыт обучения программированию.

Ни одну более или менее сложную программу нельзя считать правильной и процесс ее написания законченным, если он не про­верен путем исполнения. Велика обучающая роль исполнения программ — это в конце концов приводит к сознательному и прочному усвоению конструкций и правил алгоритмического язы­ка. Учителю надо знать, что привить учащимся навыки програм­мирования можно только путем обучения учащихся самостоятель­но исполнять их. В информатике не всегда выгодно гнаться за ко­личеством упражнений. Гораздо важнее решить немного задач, но так, чтобы они все были понятны учащимся.

Исполнение программ — очень эффективная форма контроля знаний учащихся.

Исполнение программ можно также сделать средством акти­визации деятельности учащихся на уроке, если привлечь к испол­нению нескольких учащихся (например, в командах ветвления).

Воспитательное значение исполнения программ заключается в том, что учащиеся приучаются к аккуратности и внимательности, к умению доводить начатое дело до конца. Развивает логическое и рациональное мышление.

Организационные формы и средства обучения можно исполь­зовать как и на любом другом уроке. Обычно в начале изучения но­вых команд и операторов преимущество отдают фронтальным ви­дам организации урока. При этом используют плакаты, кодоскоп, эпипроектор и пр. Закрепление материала проходит в виде груп­повой деятельности или индивидуально, а контрольные задания учащиеся, как обычно, выполняют самостоятельно.

На практике преимущественно урок строят по следующей схеме:

фронтальная работа с классом (проверка домашнего задания, выполнение устных упражнений) — 10 мин;

объяснение нового материала — 15 мин;

работа за компьютером, выполнение заданий — 20 мин.

Подобно задачам по теме «Алгоритмизация», задачи в теме «Программирование» можно разбить на следующие типы:

• исполнение программы;

• найти ошибку в программе;

— определить, каков результат выполнения программы;

• усложнение задачи;

• построить математическую модель, составить алгоритм, на­писать программу, проверить ее.

Рекомендуется при решении задачи в классе использовать ме­тоды проблемного изложения.

Примеры задач

Исполнение программы наиболее легко и наглядно можно осуществить с помощью таблицы значений. Такие таблицы встречаются в учебнике А. П. Ершова. В методических пособиях, а также в статьях журнала «Информатика и образование» авторы предлагают свои варианты оформления таблиц значений. Ниже мы приведем примеры некоторых из них, но считаем, что оформ­ление таблицы значений на уроке — это достаточно творческая работа учителя, и необязательно придерживаться строгих кано­нов.

Задача: вычислить корни квадратного уравнения. В таблице
значений (как, впрочем, и всегда при проверке правильности про­граммы) рекомендуется подбирать значения коэффициентов в уравнении так, чтобы получить все возможные результаты (корни разные, корни одинаковые, нет корней). Допустим, мы будем ис­кать корни для следующих уравнений:

а) Зx² + 2х — 1;

б) х² — 2х + 1;

в) 2x² +1 + 1.

Таблица 1

Фрагмент программы	A=3,B=2,C=-1	A=1,B=-2,C=1	A=2,B=1,C=1
D=B*B-4*A*C IF D=0 THEN X1:=(-B+SQRT(D))/(2*A) X2:=(-B-SQRT(D)) /(2*A) ELSE Х$:=«Корней нет»	D=16 1б0?да Xl:=l/3 Xl:=-1	D=0 0=0? Да Xl:=l Xl:=l	D=-7 -7=0? нет X$:=«Корней нет»

Наибольшую трудность представляет оформление таблиц зна­чений для программ с циклом. Рассмотрим одну такую задачу.

Задача: подсчитать сумму элементов массива.

Пусть массив состоит из 4 чисел: 3, —2, 7, 5. Тогда таблицу зна­чений можно оформить следующим образом (рис. 1).

Задачи с заданием «Найти ошибку в программе» или «Опреде­лить, каков результат выполнения программы» рекомендуется предлагать учащимся систематически в качестве общего задания для класса в начале урока (аналогично «устному счету» в младших классах). Выполнение задания фронтально позволит учителю:

• с первых минут активизировать внимание учащихся на уроке;

• еще раз проговорить алгоритм выполнения программы для
  учащихся, которые не поняли эту тему на первых уроках;

• обратить внимание учащихся на типичные ошибки, выяв­ленные учителем после проведения контрольной работы.

Р и с. 1. Таблица значений

	a[1]=3	a[2]=-2	a[3]=-7	A[4]=5
К: = 1
S: = 0
F0R K=1 TO 4	1 да	2 да	3 да	4 да	5 Нет
S:= S + a[K]	S:=0+3	S:=3+(-2)	S:=1+7	S:=8+5
NEXT К
PRINT S						S=13

Программы такого типа небольшие по количеству строк. Учи­тель заранее записывает их на доске перед началом урока или готовит cлайды для демонстрации на кодоскопе. Например, можно предложить такую программу с ошибками:

10 DIMA(10)

20 FOR 1=1 ТО 20

24 S:=S+A(I)

30 NEXT К

40 END

Ошибки: нет присвоения значений элемен­там массива, нет S:=0, неверно указаны гра­ницы цикла, неправильно указан параметр в команде NEXT, нет вывода значения S. Номер строки 24 указан верно.

Задания на определение результата выполнения программы мож­но, кроме того, предлагать учащимся для самостоятельного вы­полнения. Особенно они эффективны на первых уроках знакомст­ва с командами языка программирования. Например:

10 INPUT А

20 IF A THEN А=-А

30 PRINT A

Старое значение А	-25	0	97	-8
Новое значение А

Задания на усложнение программы необходимо предусматри­вать на любом уроке информатики. Практика показала, что обыч­но состав класса очень неоднороден по уровню знаний учащихся. Ученики, которые имеют компьютеры дома или занимаются в кружках по информатике, намного быстрее усваивают учебный материал, иногда их знания по программированию намного боль­ше учебной программы. Таким учащимся либо надо давать задания индивидуально, либо готовить более сложные задания на основе задач, решаемых в классе. С другой стороны, тем ученикам, кото­рые испытывают трудности в изучении программирования, жела­тельно давать задания, минимально отличающиеся от решенных в классе.

Например, в классе была разобрана и записана программа по­строения синусоиды в интервале от — % до п. Слабым учащимся можно предложить задание построить косинусоиду в этом же ин­тервале или график функции вида у = 2 sin x. Сильным ученикам дать задание построить график функций тангенс или котангенс (где требуется изучить поведение функции в критических точках), или изменить границы вывода графика на экран от — 200 до 200 (потребуется изменить масштаб вывода).

Если обучение программированию начинается в средних клас­сах, то рекомендуется использовать язык Logo или больше внима­ния уделять заданиям на графические изображения, с постепенным усложнением программ.

Напри­мер, можно дать программу рисования снеговика, а затем попросить дорисо­вать снеговику метлу, шапку — ведро и нос — морковку (рис. 2).

Рис. 2. Задание по программированию

Хотим обратить внимание на то, что все вышеприведенные задания — на от­работку отдельных навыков программи­рования, но всегда необходимо помнить о полном решении задачи, начиная с определения данных и требуемых ре­зультатов, построения математической модели до проверки правильности вы­полнения программы. Приведем фраг­мент урока, на котором были отслежены

все этапы решения задачи. Кроме того, изложение велось в форме постановки проблемы.

Цель урока: знакомство с оператором SWAP. В начале урока учитель предлагает следующую задачу для решения в классе: найти минимальное из трех чисел. На доске выписывают несколько троек чисел, учащиеся называют минимальное из них. Вопрос: — Каким образом вы определили, что данное число минимальное? Если это первые уроки программирования, то учащиеся за­труднятся ответить на этот вопрос, поскольку они еще не привык­ли отслеживать свои действия при решении задач. Учителю надо помочь вспомогательными вопросами, чтобы добиться верного ответа: мы сравнили числа друг с другом. Учитель обращает внима­ние ребят, что машина может сравнивать только два числа, т. е. дано сравнить первые два числа, а затем меньшее из них с третьим числом. На доске появляется блок-схема, а затем в соответствии с ней — программа (рис. 3).

Чтобы убедиться в правильности выполнения программы, же­лательно рассмотреть ее выполнение с помощью таблицы значе­ний (табл. 2).

Таблица 2

Фрагмент программы	Условие	а	В	с	Усл.	а	b	с
10 INPUT А, В, С		0	-2	4		18	11	6
20IFABTHENA=B	да	-2	-2	4	Да	11	11	6
30 IF AC THEN A=C	нет	-2	-2	4	Да	6	11	6
40 PRINT A		-2				6
50 END

Рис. 3. Блок-схема к программе

При проверке правильности выполнения программы необ­ходимо рассматривать все возможные варианты соотношений А, В и С.

Затем учитель ставит перед учащимися проблему: как поме­нять значения двух переменных. Для наглядности можно изобра­зить имена переменных в виде названий ящичков, а значения — в виде их содержимого (рис. 4).

Проблема заключается в том, что при присваивании нового значения переменной старое теряется. Обычно учащиеся сами на­ходят выход, предлагая использовать дополнительную перемен­ную (рис. 4, б). Но тогда операция переприсваивания будет запи­сываться тремя командами: с: = а, а: = b, b: = с.

Поэтому программисты ввели оператор SWAP, с помощью ко­торого можно в одну строчку записать операцию обмена значения­ми двух переменных. После нескольких примеров науяснение ра­боты оператора SWAP можно предложить учащимся изменить предыдущую программу так, чтобы был использован оператор SWAP. Правильность выполнения программы следует проверить с помощью таблицы значений (табл. 3).

Рис. 4. Иллюстрация к решению проблемы перестановки двух значений величин

Таблица 3

Фрагмент программы	Условие	а	b	С	Усл.	а	b	с
10 INPUT А, В, С		0	-2	4		18	11	6
20 IF AB THEN SWAP A,B	да	-2	0	4	да	11	18	6
30 IF AC THEN SWAP A,C	нет	-2	0	4	да	6	18	11
40 PRINT A		-2				6
50 END

Во время заполнения программы можно обратить внимание учащихся на то, что в первом случае три числа в результате выпол­нения программы упорядочиваются по возрастанию, а во вто­ром — нет.

Тогда логично сформулировать следующее задание для само­стоятельной работы: дописать программу так, чтобы три элемента упорядочивались по возрастанию. В программе надо только допи­сать одну строчку, поэтому учащиеся быстро справляются с зада­нием. И вновь желательно проверить правильность выполнения программы с помощью таблицы значений, используя для этого по­следнюю запись (табл. 4).

Та 6 л и ц а 4

Фрагмент программы	Условие	а	В	С	Усл.	а	b	с
10 INPUT А, В, С		0	-2	4		18	11	6
20 IF AB THEN SWAP А, В	да	-2	0	4	да	11	18	6
30 IF AC THEN SWAP A,C	нет	-2	0	4	да	6	18	11
40 IF BC THEN SWAP B,C	нет	-2	0	4	да	6	11	18
40 PRINT A,B,C		-2	0	4		6	11	18
50 END

На следующих занятиях, используя материал этого урока, мож­но рассмотреть методы сортировки.

Особенности методики изучения объектно-ориентированного программирования и Web-дизайна

В последних учебниках по информационным технологиям (на­пример, Н. Угринович, Л. Босова, Н. Михайлова «Практикум по информатике и информационным технологиям». — М., 2001) стали включать разделы по Visual Basic и языку разметки текста HTML. Visual Basic поддерживает технологию объектно-ориентированного программирования. Такая технология создания программ принци­пиально отличается от языков структурного программирования. На первый взгляд Visual Basic (VB) «услужлив» и многое делает за вас. Однако обилие событий и методов делает VB очень сложным для

изучения на школьном уровне. Не стремясь кого-либо критико­вать, мы все-таки считаем, что на общеобразовательном уровне вполне можно обойтись элементами панели инструментов VB (без конструирования пользовательских элементов ActiveX). Уже с их помощью можно создавать весьма привлекательные формы. На­пример, программа, которая собирает картинку из частей (рис. 5), состоит из линейной последовательности команд.

Рис. 5. Форма Visual Basic

Private Sub Commandl_Click()

Picturel.Left = 4440: Picturel.Top = 3720

Picture2.Left = 5520: Picture2.Top = 3720

Picture3.Left = 4440: Picture3.Top = 4920

Picture4.Left = 5760: Picture4.Top = 4920

End Sub

Однако, чтобы создать форму, представленную на рис. 5, не­обходимо понимать смысл основных технологических приемов Visual Basic: форма, метод, свойства, событие и др. То есть простота программирования может сочетаться с глубинным пониманием объектно-ориентированного подхода.

Особо надо отметить, что некоторые приемы, приобретенные при изучении языков структурного программирования, «мешают» при изучении Visual Basic, особенно Visual Basic for Applications. Например, чтобы вывести график функции у = oSin(x), задавая значение а через прокрутку, не надо использовать циклы (рис. 6). Такая программа пишется в четыре строчки линейно, но предпо­лагает знание таких свойств, как Formula и Value:

Private Sub ScroUBarl_Change()
Range(«D2:d22»).Value = ScrollBarl. Value
Range(«B2:b22»).Formula = »=SIN(RC[-1])"
Range(«c2:c22»).Formula = »= (RC[+1])* (RC[-1]) "

End Sub

В классах с углубленным изучением информатики можно «уг­лубляться» до бесконечности (все равно весь VB в школе не осво­ить). Здесь вполне уместно познакомиться с возможностями VBA (Visual Basic for Applications) и VBScript (при создании Web-стра­ниц). По поводу Web-дизайна надо отметить, что HTML — язык для создания гипертекстовых структур, по своей простоте вполне пригоден для школы, даже в VII—IX классах. Простота и лаконич­ность текстов и вместе с тем значимость результата (поскольку это не просто программа, а Web-страница) делают HTML весьма при­влекательным для широкого изучения в школе.

Рис. 6. Экранная страница задачи на построение синусоиды

14. Учебное компьютерное моделирование.

Для развития компьютерной техники и совершенствования архитектурной организации компьютерных систем (КС) необходимо непрерывное обучение и самосовершенствование компьютерных специалистов и студентов. При проведении этого обучения надо комбинировать формы традиционного обучения с возможностями самостоятельной подготовки, дистанционного обучения, практической разработки проектов и реализации экспериментов исследования. Существенная роль при обучении в области компьютерных наук выполняет применение современных методов изучения архитектурной организации и анализа системной производительности КС. В этом смысле, применение методов моделирования в процессе изучения базовых структур различных КС и организации компьютерных процессов позволяет разработать подходящее математическое описание исследуемого объекта и создать программное обеспечение для выполнения компьютерных экспериментов. Анализ экспериментальных результатов моделирования позволяет оценить основные характеристики системы и производительность изучаемых КС. Применение моделирования в процессе изучения КС позволяет исследовать особенности архитектуры и организацию вычисления и управления. Это можно осуществить на основе модельного эксперимента, организация которого предполагает проектирование компьютерной модели как последовательности трех компонентов (концептуальная модель, математическая модель, программная модель) и реализации этой модели в подходящей операционной среде. Основная цель состоит в определении обобщенной процедуры компьютерного моделирования как последовательность взаимосвязанных этапов и представлении основных стадий методологии модельного исследования. Применение принципов моделирования в процессе изучения КС связано с методологической организацией обучения в традиционном, дистанционном, либо распределенном смысле.

СОДЕРЖАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ПО ТЕМЕ

Содержание образования по теме описано в учебных стандартах в линии формализации и моделирования. Изучение учебного материала данной содержательной линии обеспечивает учащимся возможность:

• получить представление о моделировании как методе научного познания;

• понять основные принципы формализации и подходы к построению компьютерных моделей.

Учащиеся должны:

• иметь представление о сущности формализации и методе моделирования;

• уметь построить простейшие модели и исследовать их с использованием компьютера.

Сопоставительный анализ школьных учебников по информатике позволяет выделить комплект учебников под ред. Н.В. Макаровой. В учебнике за 9 класс основные понятия компьютерного моделирования представлены достаточно четко, кроме того, дан обширный учебный материал в виде задач для решения в различных средах: текстовые и графические редакторы, электронные таблицы, системы управления базами данных.

Компьютерное моделирование предполагает рассмотрение следующих вопросов: «Понятие «плохо» и «хорошо» поставленной задачи. Модель задачи. Понятие компьютерной и математической моделей задачи. Построение модели: выделение предположений, на которых будет основана модель (постановка задачи), определение исходных данных в задаче и результатов, установление соотношений, связывающих исходные данные и результаты.

Проверка адекватности построенной модели. Неоднозначность выбора модели «плохо» поставленной задачи. Понятие о компьютерном эксперименте. Цикл построения компьютерной модели.

ПРОВЕДЕНИЕ ЗАНЯТИЙ ПО УЧЕБНОМУ КОМПЬЮТЕРНОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ

Содержательная компонента образования школьного курса «Моделирования» сильно различается в зависимости от уровня подготовки учителя, типа классного ПЭВМ, выбранного в качестве основного учебного пособия. Наибольшего внимания заслуживает метод моделирования, позволяющий проводить вычислительный эксперимент с помощью компьютера. Его последовательное и систематическое применение позволяет сблизить методологию учебной деятельности с методологией научно - исследовательской работы, дает возможность обучаемому освоить не только конкретный учебный курс, но и сам метод моделирования, что особенно актуально для высшего образования и завершающей стадии среднего образования.

Роль моделирования (в том числе математического) повышается по мере продвижения обучаемого по ступеням системы непрерывного образования. Систематическое применение методов моделирования увеличивает удельный вес самостоятельной работы, практических и лабораторных занятий.

Изменяются функции преподавателя в условиях обучения, базирующегося на использовании программного обеспечения для проведения занятий по моделированию. Роль преподавателя будет приближаться к роли консультанта, научного руководителя учащихся.

Развивая информационную культуру учащихся, под которой понимают умение человека жить и работать в информационном обществе, необходимо знакомить учащихся с современными достижениями в области моделирования на производстве и в других областях деятельности человека. Учащиеся должны знать особенности организации интерфейса «человек-машина», типы интерфейса.

ПОНЯТИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ УЧЕБНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ

Понятие «модель» в педагогической практике трактуется как некоторый объект, в каком - то отношении подобный оригиналу. «Учебная компьютерная модель (УКМ) представляет собой программную среду, объединяющую в себе на основе математической модели явления или процесса средства интерактивного взаимодействия с объектом исследования и развитые средства отображения информации».

УКМ — мощное инструментальное программное средство, но оно не в состоянии заменить учителя на уроке. УКМ - это эффективное средство познавательной деятельности учащихся, доступность которого открывает для учителя широкие возможности по совершенствованию урока. Однако возможности эти скорее содержательные, чем организационные. Учитель - предметник с помощью УКМ может обращаться к тем аспектам базовой науки, которые раньше были недоступны учащимся из-за сложности, невоспроизводимости, необходимости большего времени на изложение и усвоение, недостаточной наглядности и т. п.

В качестве классификационных критериев можно взять: 1) способ управления УКМ; 2) вид визуально отображаемой информации; 3) наличие звукового сопровождения.

Разделение УКМ по способу управления позволяет выделить среди них две группы: управляемые без участия пользователя (демонстрационные модели) и управляемые пользователем (позволяют организовать учебный вычислительный эксперимент): а) с числовым управлением (задание конкретных значений параметров моделируемого объекта); б) нечисловое (структурное изменение моделируемого объекта с помощью клавиш управления курсором, «мыши» и пр.); в) смешанное управление.

Классификация УКМ по виду визуально отображаемой информации позволяет выделить следующие группы:

• цифровые (реализуемые на программируемых микрокалькуляторах);

• модели в виде таблиц или отдельных значений параметров, характеризующих изучаемый объект;

• графические с последующим разделением на статические (графики, схемы, рисунки) и динамические (модели, содержащие движущиеся элементы, которые имитируют поведение моделируемого объекта или отдельных его частей);

• текстовые (отображающие происходящие с объектом моделирования изменения в виде отдельных сообщений или групп таких сообщений);

• смешанные (включающие в себя различные сочетания элементов, относящихся к одной из трех рассмотренных выше групп).

Дополнительные звуковые сигналы УКМ могут быть эффективно использованы для имитации акустических особенностей протекания моделируемых процессов, а также для акцентирования внимания учащегося на различных аспектах работы с УКМ.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Основные технологические этапы моделирования и вычислительного эксперимента (рис. 1):

1. Содержательная постановка задачи. Ознакомление с моделью, с планом математического моделирования и вычислительного эксперимента, предмодельный анализ данных, состава и структуры моделей.

2. Формулировка гипотез, предмодельный анализ и построение математической модели.

3. Разработка алгоритма моделирования: словесный, школьный алгоритмический язык, блок - схемы и др.

4. Программа моделирования. Отладка программы, при необходимости уточнение модели за счет выбора нового метода исследования или дальнейшего огрубления объекта.

5. План вычислительных экспериментов. Разработка аналогичных моделей, планов вычислительных экспериментов.

Рис. 1. Этапы моделирования

Пример: Хищник - жертва. Имеются популяции двух видов, один из которых питается другим.

Примерный план вычислительных экспериментов. Выяснить:

• как связано время уменьшения численности жертв в т раз со временем увеличения численности хищников в т раз;

• характер зависимости периодических колебаний численности жертв (хищников);

• как развивается популяция жертв (хищников) в условиях нулевой или малой смертности (рождаемости) хищников (жертв).

15. Методические основы использования прикладного программного обеспечения на уроках в школе.

Содержание образования по теме

Содержание образования при изучении прикладного программного обеспечения представлено в учебных стандартах школ России в линии информационных технологий. Изучение учебного материала данной содержательной линии обеспечивает учащимся возможность:

• знать о технологической цепочке решения задач с использованием компьютера: постановка задачи, построение модели, разработка и исполнение алгоритма, анализ результатов;

• пользоваться текстовым редактором, организовывать хранение текстов во внешней памяти и вывод их на печать в соответствии со стандартным форматом;

• пользоваться простым графическим редактором;

• обращаться с запросами к базе данных, выполнять основные операции над данными;

• осуществлять основные операции с электронными таблицами, выполнять с их помощью простейшие вычисления;

• применять учебные пакеты прикладных программ для решения типовых учебных задач;

• иметь представление о телекоммуникациях, телекоммуникационных сетях различного типа (локальные, региональные, глобальные), их назначении и возможностях, использовании электронной почты, организации телеконференций;

• иметь представление о возможностях мультимедиа технологий.

Учащиеся должны:

• исполнять в режиме диалога простую прикладную программу (типа «Решение квадратного уравнения», «Построение графиков функций» и т.д.);

• набирать на компьютере и корректировать простой текст;

• строить простейшее изображение с помощью графического редактора;

• уметь обращаться с запросами к базе данных;

• выполнять простейшие вычисления, используя электронную таблицу (типа подсчета общей стоимости покупок в магазине);

• уметь самостоятельно выполнять на компьютере простое задание, используя основные функции инструментальных программных средств, прикладных программ;

• иметь представление о телекоммуникациях, их назначении, возможностях применения мультимедиа технологий.

Методы и приемы использования прикладного программного обеспечения (ППО) на уроках в школе

В процессе изучения ППО можно применять все известные формы организации учебной деятельности: урок, экскурсия, семинар, практическое занятие в классе, производственная практика, факультатив, домашнее задание, экзамены и зачеты, консультации. Урок является основной формой организации классно-урочной системы обучения. При использовании ПС также осуществляется процесс, включающий сообщение знаний, формирование умений и навыков, всестороннее развитие личности, формирование мировоззрения и нравственности. Присутствие средств информационных технологий на уроке позволяет сгладить некоторые противоречия учебного процесса, но при этом создает новые.

Некоторые педагоги считают, что невозможно эффективно использовать ППО в традиционных рамках обучения. Необходимы новые формы. Отчасти с этим можно согласиться, и ниже рассмотрим некоторые новые формы организации учебного процесса с использованием компьютера. Но, тем не менее, мы считаем, что полное исключение такой формы обучения, как урок, не только преждевременно, но и не оправдано современными условиями организации образовательного процесса. Имеется в виду, что все образовательные структуры ориентированы на классно-урочную систему обучения, и глобальные изменения форм обучения повлекли бы за собой изменение структуры образования. На сегодня не существует в педагогике достойной альтернативы классно-урочной системе обучения.

Экскурсия необходима, прежде всего, для расширения кругозора учащихся в области применения СИТ в обществе. Обычно экскурсии проводят при изучении темы «Роль ЭВМ в современном обществе».

Семинар обычно проводят на обобщающих уроках, например, при изучении темы «Информационные процессы» и др.

Практические (лабораторные) занятия в классе должны быть частью любого урока с использованием ЭВМ. Время работы за компьютером составляет не более 20—25 мин, поэтому учитель, как правило, первую часть урока проверяет домашнее задание или объясняет новую тему и затем дает учащимся задание для работы за компьютером.

Экзамены и зачеты являются обязательной формой обучения для организации обобщенного контроля за успешностью усвоения знаний учащимися. Заметим, что если промежуточный контроль (по теме) можно «доверить» компьютеру, то проверку итоговых знаний лучше проводить учителю самому, поскольку, как мы отмечали, с помощью информационных технологий осуществляют контроль за результатом деятельности, но не за процессом деятельности. Чтобы помочь ученикам в подготовке к экзаменам, учителя проводят консультации. Частично функции консультанта также можно «перепоручить» вычислительной технике.

Факультативные и кружковые занятия призваны расширить знания учащихся по информатике. Кроме того, учителя по общеобразовательным предметам иногда на своих факультативах применяют вычислительную технику. Это удобно с организационной стороны вопроса (легче организовать доступ в компьютерный класс), а также позволяет заинтересованным ученикам углубить свои знания по предмету.

В рамках различных форм организации занятий используется фронтальная, групповая, коллективная и индивидуальная работа. При использовании ППО осуществляется индивидуализация обучения. Но мы также считаем целесообразным как можно активнее применять коллективные виды деятельности, которые несут большие воспитательные функции. Так, при решении задач, сформулированных в общем виде при изучении баз данных, одну (или больше, в зависимости от целей обучения) целесообразно решить коллективно всем классом. Учащиеся в процессе учебной дискуссии определяют инфологическую нишу задачи, структуру базы данных, ее предметное наполнение. Дальнейшую работу по созданию и заполнению баз данных рекомендуется проводить индивидуально. Предлагая задачу для коллективного обсуждения в группах, учитель обучает решению задач программирования с помощью электронных таблиц в соответствии с принципом апперцепции.

Решая задачу коллективно, ученики учатся:

• • отстаивать свое мнение, приводить в его защиту аргументы, доказательства, использовать приобретенные знания;

• задавать вопросы учителю, товарищам, выяснять непонятное, углубляться с их помощью в процесс познания;

• рецензировать ответы товарищей, вносить коррективы, давать советы;

• делиться своими знаниями с другими;

• • помогать товарищам при затруднениях, объяснять им непонятное.

Такая деятельность учащихся на уроке свидетельствует о проявлении самостоятельности и активности. Кроме того, можно предлагать учащимся развивающие задачи.

Появление средств информационных технологий в учебном процессе повлекло за собой поиск новых методов и форм организации процесса обучения. Кроме перечисленных выше, педагоги стремятся найти такие методы и формы обучения, чтобы как можно эффективнее использовать индивидуальный характер работы за компьютером. Наибольшую известность приобрел метод обучения, предложенный разработчиком языка Лого С. Пейпертом. Методологической основой своего учения С. Пейперт взял теорию Пиаже «о естественном, стихийном учении людей при взаимодействии с окружающей средой».

Наибольшую популярность при использовании средств информационных технологий приобрели групповые формы обучения, среди которых можно выделить как ранее известные, но трансформированные формы, так и впервые разработанные. Деление на группы производят либо по способностям, либо случайным образом (например, по партам или по алфавиту). Такое деление используют для коллективного решения одной задачи, когда каждая группа должна решить определенную учителем подзадачу. В этом случае, как правило, формируются разноуровневые группы, в которых быстро определяются лидеры и аутсайдеры.

В.В. Гузеев предложил различать группы выравнивания, поддержки и развития. Группы выравнивания состоят из учащихся с различной успеваемостью и ориентированы на достижение всех ее участников обязательного уровня образования; группы поддержки однородны по успеваемости; в группах развития «ученики более высокого уровня служат локомотивами в зоне ближайшего развития учеников более низкого уровня, вследствие чего последние переходят на следующий уровень».

При работе в разноуровневых группах наиболее эффективно использование опыта бригадно-лабораторной организации учебных занятий. Такая организационная форма включает: 1) общую работу класса, 2) коллективную работу бригады, 3) индивидуальную работу каждого ученика. Рассмотрим пример бригадно-лабораторной организации учебных занятий. Учитель предлагает для решения в классе с помощью электронных таблиц задачу: «Составьте частичную ведомость инвентаризации библиотеки вашей школы, учитывая количество и стоимость книг». Первый этап работы — это определение данных, необходимых для решения задачи, искомых величин и структуры таблицы. Коллективно под руководством учителя учащиеся определяют, что для решения задачи надо знать библиографические данные книг, их количество и цену. В школьной библиотеке книги бывают художественные, научно-популярные, учебники и учебные пособия, а также газеты и журналы. Таким образом, коллективно разрабатывается общий вид таблицы:

Таблица 1

Автор	Название	Год издания	Количество	Цена	Стоимость
Художественная литература

и определяется задание для групп: заполнить 15—20 строк таблицы для одного из вышеперечисленных видов публикаций. Класс делят на группы по 5—6 человек, в каждой группе учащиеся индивидуально заполняют 2—3 строки для своего вида публикаций, затем вносят данные в компьютеры, объединяют их и получают результат работы сначала по группам, Затем общий результат работы класса.

Однако чаще производят деление на группы по способностям, известное из истории педагогики как «мангеймская система» организации занятий. Группы формируются на продолжительный срок (четверть или год), переход из одной группы в другую возможен как по усмотрению педагога, так и по просьбе учащегося, если он сумел достичь улучшения результатов обучения. Мангеймскую систему много критиковали в советской педагогике за элитарность образования. Однако в последнее время система комплектования групп, классов и даже школ по результатам тестирования (или отметкам) получила большое распространение у нас в стране. Деление на группы по способностям эффективно для участников групповой деятельности, так как в этом случае идет процесс взаимного обучения внутри группы. Члены группы примерно равны по общему уровню развития, но различаются по информированности, скорости мышления, твор­ческим способностям и пр. Поэтому совместная деятельность в группе обогащает ее членов.

В первые же моменты в разноуровневых группах определяются лидеры и аутсайдеры. Еще в 20-х годах прошлого века известный русский психолог Л.С. Выготский указывал, что «перед педагогом встают две задачи: во-первых, индивидуального изучения всех особенных свойств каждого отдельного воспитанника, а во-вторых, индивидуального приноровления всех приемов воспитания и воздействия социальной среды на каждого из них».

Занимаясь проблемами дидактики, Л.С. Выготский заметил обратную зависимость между интеллектуальными способностями учащихся и динамикой изменения коэффициента интеллектуальности (IQ). Оказалось, что самый слабый рост IQ у наиболее интеллектуально одаренных детей, хотя в то же время они остаются лидерами в классе по успеваемости (показатель абсолютной успешности). Но если проследить процесс индивидуального усвоения материала (показатель относительной успешности), то окажется, что наиболее интенсивное интеллектуальное развитие детей с самым слабым интеллектом (табл. 2).

Таблица 2

Уровень IQ	Динамика развития IQ	Успешность
		Абсолютная	Относительная
Высокий	III	I	II
Средний	II	II	III
Низкий	I	III	I

Из таблицы видно, что работа в разноуровневых группах наиболее эффективна для развития «слабых» учащихся, но не приносит пользы «сильным». Мы считаем, что для достижения наибольшей эффективности обучения деление по группам должно проводиться как по способностям (для прогресса «сильных» учащихся), так и в разноуровневые группы (для развития «средних» и «слабых» учеников).

В поисках новых форм организации учебных занятий некоторые школы обратились к опыту вузов. Система организации занятий в школе, при которой осуществляется сочетание занятий в больших аудиториях, в малых группах и индивидуально, получила название «план Трампа». Эта система была разработана профессором педагогики из США Ллойдом Трампом в 60-х годах прошлого века и пользовалась популярностью в школах Америки. В 80-х годах план Трампа был модернизирован в нашей стране в лекционно-семинарскую систему обучения, которая до сих пор используется некоторыми учителями (особенно при преподавании гуманитарных и естественнонаучных дисциплин).

В начале XX в. в г. Дальтон (США) педагог Елена Пархерст предложила лабораторный план организации занятий: учителя выдавали письменное задание каждому учащемуся, уроки отменялись. Учащиеся работали над материалом индивидуально и сдавали учителю отчет о проделанной работе. Лабораторный план организации занятий стал известен во всем мире под названием дальтон-плана. И хотя в своем первоначальном варианте он просуществовал недолго (так как учащимся было не под силу самостоятельное освоение учебного материала), дальтон-план считают родоначальником наиболее популярного в последнее время метода организации занятий с использованием средств ИКТ - проектного обучения.

16. ДИДАКТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГРАФИЧЕСКИХ РЕДАКТОРОВ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

Изучение графических редакторов на уроках информатики становится обязательной компонентой общего среднего образова­ния. Занятия по изучению графических редакторов наиболее специфичны в курсе информатики. Чтобы проводить уроки на вы­соком методическом уровне, необходимо владение двумя далеки­ми друг от друга областями знаний: информатики и живописи. На практике это осуществить трудно, поэтому предлагается уроки знакомства с графическим редактором объединять с уроками ри­сования, если занятия проводятся в младших и средних классах, или брать консультации у школьного учителя рисования. Кроме того, существует интересный опыт использования графических редакторов для эстетического развития учащихся, развития их ло­гического мышления, применения на уроках математики разра­ботки обучающих программ.

Развивающий характер уроков при изучении графических ре­дакторов возможен за счет применения специальных методов обу­чения. В качестве методов организации деятельности учащихся по образцу можно назвать следующие методы: аналогий, реальной действительности, транспозиции и моделирования.

Метод аналогий – один из методов познания творчества, при­меняемый во всех областях человеческой деятельности. «Анало­гия — это такой мыслительный процесс, в котором от общности (сходства) одних качеств, свойств или отношений сравниваемых объектов приходим к общности других свойств или отношений. Объективными основаниями подобного сходства выступает мате­риальное единство мира». Таким образом, в основе анало­гий лежат объективные связи и отношения.

Виды аналогий: аналогия, умозаключение по аналогии, эври­стические методы аналогий, все это разные понятия, находящиеся в корреляционной зависимости. В основном различают аналогии: тривиальная и нетривиальная. Тривиальная аналогия базируется на сходстве предметов и явлений, каких-либо признаков и отношений, которые являются очевидными, достаточно близкими. Она, как правило, относится к однородным объектам. Нетриви­альная аналогия является операционным механизмом творчества, служит методом создания изобретений, открытий, генерировани­ем новых идей. В отличие от тривиальных они определены как не­строгие, неполные, неоднородные, вероятностные. Полные (го­моморфные), тождественные аналогии для изобретательской практики и дизайна относительно бесплодны, так как ведут к по­вторению и тиражированию объектов.

Истинное творчество создания нового технико-эстетического качества возможно лишь на базе неполных аналогий, в процессе использования которых происходит установление мысленных связей при отборе признаков, накладываемых друг на друга.

Метод реальной действительности в искусстве используется при сборе и анализе информации, генерируемой идеи, оценке аль­тернативных вариантов решения, их отборе и реализации. В школьной практике этот метод можно использовать при обраще­нии к опыту школьников, выявлению их миропонимания и миро­ощущения. Кроме того, этот метод позволяет формировать новые качества и знания учащихся, необходимые для жизни в обществе, способствующие объективной оценке окружающей действительности. Например, на за­нятиях по экологии уча­щимся предлагают зада­ния типа: нарисуй лес, в котором зайчику будет хорошо жить; или: опре­дели, что мешает жизни животных, растений и людей, исправь картинку (изображается загазован­ная дорога, или отрав­ляющий реку завод и пр.). Подобные задания предполагают предвари­тельную беседу об эколо­гических проблемах со­временности. Метод ре­альной действительности реализуется на уроках при изображении натюр­мортов, пейзажей и пр., при конструировании платьев (у девочек) или изделий домашнего оби­хода (у мальчиков).

Распространение по­лучил метод «транспози­ции», смысл которого за­ключается в перестанов­ке деталей, узла или меха­низма в пределах систе­мы, Этот метод можно использовать на уроках при разработке новых изделий на основе данных деталей; на уро­ках химии, физики, биологии, экологии — при проведении эксперимен­тов с помощью компь­ютерного моделирова­ния. Например, составить и проверить электрическую схему с заданными составляю­щими и пр.

На уроках информатики при изучении графических редакто­ров задания могут быть такими: составьте растительный орнамент на основе какого-либо фрагмента. В младших классах можно предложить задания типа: построить из фрагментов рису­нок.

Наибольшего внимания в связи с использованием компьюте­ров для развития творческого воображения учащихся заслуживает метод компьютерного моделирования. Развивая информационную культуру учащихся, под которой понимают умение человека жить и работать в информационном обществе, необходимо знакомить учащихся с современными достижениями в области моделирования на производстве и в других областях деятельности человека. К методам, стимулирующим развитие творческого воображе­ния учащихся, мы отнесли методы: геометрических трансформа­ций, инверсии, эвристического комбинирования, использования случайностей и ассоциаций.

Метод геометрических трансформаций основан на использова­нии так называемых творческих программ, позволяющих произ­водить геометрические трансформации, где вообще не может быть никаких «правильных» ответов. Программы этого типа дают в руки учителю эффективный метод обучения, обеспечивая более глубокую возможность понимания учениками изучаемого мате­риала.

Существуют программы, осуществляющие вращение объекта под разными углами зрения. Это дает учащимся сразу несколько преимуществ. Во-первых, на ранних стадиях изучения предмета учащимся обычно бывает трудно представить себе объект на осно­ве различных чертежей и соотнести их друг с другом. Этот процесс может быть упрощен с помощью отображения чертежей на экране и их вращения. Во-вторых, учащиеся могут легко, не прибегая к конструированию проектируемого объекта, представить себе его внешний вид. В-третьих, они могут проверить, не были ли ими до­пущены серьезные ошибки или упущения при попытке построе­ния трехмерного изображения.

Особого внимания при этом требует разработка упражнений по развитию аналитических способностей учащихся, умения ана­лизировать форму предметов и других упражнений, направленных на развитие воображения учащихся.

Методы инверсии. Смысл метода инверсии заключается в под­ходе к поиску решения проектной задачи в направлении, противо­положном традиционному, а именно, в инвертировании объекта, его формы, функции, расположении не только отдельных элемен­тов, но и системы в целом. Инверсия — «метод проектирования от противного» способствует всестороннему развитию гибкости мышления проектировщика, так как заставляет взглянуть на про­блему с новой позиции, выработать новую точку зрения. Это отно­сительно простой, хотя и требующий определенных навыков ме­тод сознательного преодоления психологической инерции, яв­ляющейся главной помехой творческого подхода к любому виду проблем.

Метод эвристического комбинирования является более услож­ненным вариантом метода транспозиции, описанного выше. Метод комбинирования (перестановка, рекомбинация) базиру­ется на комбинировании реального мира в человеческом созна­нии. Метод предполагает изменение компоновочных схем эле­ментов, их замены и соединения в другой последовательности, что может оказать существенное влияние на форму объекта в це­лом. В основе метода эвристического комбинирования лежит целесообразный подбор операций по перестановке элементов проектируемого объекта, сознательному акцентированию от­дельных из них, приспособлению объектов к возможностям че­ловека и условиям «изменяемой» среды. В проектировании это, пожалуй, самый традиционный и эффективный метод поиска композиционных решений и позволяющий устанавливать но­вые структурные связи, добиваться определенного качествен­ного эффекта.

К эвристическим методам, применяемым для проектирования в дизайне, можно отнести некоторые методы сознательного ис­пользования случайностей и ассоциаций.

Ассоциативный подход — один из способов формирования идей. Ассоциация или связь идей может дать наибольший эффект в том случае, если творческое воображение проектировщика обра­щается к разным идеям и одна идея возникает на основе другой.

Например, на уроках рисования можно предложить следую­щие задания: Расположите геометрические фигуры: окружность, квадрат и треугольник так, чтобы изобразить: а) цирк, б) рынок и т.д.

Технологией, ориентированной на применение методов разви­тия творчества учащихся, является проблемное обучение. Должны быть созданы необходимые условия для того, чтобы сформировать у учащихся такие приемы умственной и практической деятельно­сти, которые в наибольшей степени соответствуют содержанию и характеру решаемых учебных задач, обеспечивая вместе с тем воз­можности активизации учебно-познавательной деятельности уча­щихся, стимулируя самостоятельный, творческий поиск решения той или иной учебной задачи.

17. Дидактические возможности применения текстовых редакторов в учебном процессе.

В начале 1975 г. кинорежиссер из Нью-Йорка Майкл Шрейер, отправившийся в Калифорнию в поисках удачи, стал одним из об­ладателей набора для конструирования компьютера «Альтаир». Вскоре он усовершенствовал свою машину, подключив к ней кла­виатуру и телевизор, выполнявший роль дисплея, и стал продавать небольшие программы. Однажды Шрейера осенило, что было бы гораздо удобнее подготавливать руководства для программ с помо­щью «Альтаира», а не печатать их на машинке. Он трудился над своей программой по 16—20 часов в сутки на протяжении года. За­кончив программу, он пустил ее в продажу под названием «Элек­трический карандаш» — это был первый текстовый редактор.

Но наибольшее распространение получил текстовый редактор, разработанный в 1978 г. программистами Сеймуром Рубинштей­ном и Джоном Барнеби. Программа, которую они назвали «WordStar», быстро завоевала рынок, практически сразу же став стандартом текстовых редакторов для микрокомпьютеров. По не­ которым оценкам, в последующие 6 лет число пользователей этой программы превысило количество потребителей всех других тек­стовых редакторов.

К сегодняшнему дню разработано множество текстовых редакторов практически для всех типов ПЭВМ. Назначение и функциональные возможности текстовых редакторов зависят от технических характеристик конкретного ПЭВМ, но в наиболее общем виде можно выделить следующие возможности:

• корректировать текст, исправлять ошибки, удалять и вставлять как символы, так и абзацы;

• стилизовать текст, т. е. печатать символы различными шрифтами (их количество колеблется от 2—4 до сотен, в некото­рых редакторах можно создавать свои шрифты);

• записывать математические формулы;

• форматировать текст (задавать отступ слева, справа; способ выравнивания);

• переносить слова в соответствии с правилами русского языка;

• находить ошибки в тексте;

• распечатывать текст на принтере;

• пользоваться многооконным режимом работы;

• на одном экране размещать текст и графику.

Заметим, что Word нельзя назвать только текстовым редакто­ром. Разнообразные настройки, шаблоны, возможность динамиче­ского обмена данными (в меню Слияние), использование техноло­гии вставки и внедрения объектов (OLE), Visual Basic for Applications, языка HTML и пр. позволяют говорить о системе Word как о сложной интегрированной среде разработки приложений.

Методические рекомендации по проведению занятий при изучении текстовых редакторов

Прежде всего отметим, что при изучении любого ПС (каковы­ми также являются и текстовые редакторы) необходимо выполне­ние дидактических принципов использования ПС в учебном про­цессе, описанных в гл. 2, так же как и общих дидактических принципов. При изучении текстовых редакторов нужно формировать навыки, необходимые для жизни в информационном обществе. Среди таких навыков можно назвать:

• умение осваивать новые программные продукты (пользо­ваться строкой подсказки и строкой состояния, справочником системы и печатной документацией);

• ориентироваться в современном программном обеспечении;

• осуществлять оптимальный выбор программного продукта для решения поставленных задач;

• проводить анализ ситуации и принимать решение.

К настоящему времени существует множество разнообразных текстовых редакторов, различающиеся по технологии работы в них. Например, привычка работы в редакторе Word иногда мешает освое­нию Page Maker. И дело даже не в сложности и многообразии интер­фейса последнего, а в различии многих приемов работы (особенно с графикой и таблицами). Какой бы текстовый редактор ни избрал учитель для изучения на уроке, нельзя замыкаться на нем одном, по­скольку существует полная гарантия того, что в своей дальнейшей профессиональной деятельности учащиеся будут работать и с други­ми редакторами. Необходимо, как уже было сказано выше, показать область применения текстовых редакторов, охарактеризовать круг решаемых с их помощью задач, сформировать навыки работы в од­ном редакторе и соответствующим подбором упражнений стимули­ровать познавательную деятельность школьников на уроке.

Время отводимое на изучение текстовых редакторов в образо­вательном процессе, очень различно. Одни изучают редакторы, что называется «под занавес», после обучения программирова­нию. Другие считают, что текстовые редакторы способствуют ов­ладению навыками работы с клавиатурой, поэтому предпочти­тельно вводить их в начале курса. На наш взгляд, определяющей ролью в этом вопросе является возраст учащихся и приоритеты со­держания образования. Если ученики младших классов с трудом читают и пишут, то не надо перегружать их еще и работой в тексто­вом редакторе на компьютере. Для них намного интереснее, а зна­чит и эффективнее, работать в графическом редакторе, не пользу­ясь клавиатурой. Если класс ориентирован на глубокое изучение программирования, а прикладное программное обеспечение игра­ет вспомогательную роль, то всевозможные редакторы обычно рассматривают в конце обучения информатике. И, напротив, в классах, где преобладает тенденция формирования пользователь­ских навыков, обучение информатике начинают со знакомства с текстовыми редакторами.

Ниже мы перечислим некоторые задачи и упражнения по теме, но отдельно хочется выделить такой прием — создание классной га­зеты на основе использования текстового редактора. Здесь речь идет не о сложной системе верстки текста (типа PageMaker), а об обыкновенном редакторе. Дети распределяют темы заметок, под­бирают материал, создают и распечатывают свои заметки, а затем обычным способом подготавливают стенгазету. Дидактический потенциал такой формы организации занятий очень велик (конеч­но, это должны быть итоговые, заключительные занятия):

• повышение мотивации деятельности;

• углубленное вхождение в избранную область (для написания заметки);

• установление межпредметных связей;

• организация творческой коллективной работы в классе и пр.

Сколько уроков посвятить изучению текстового редактора на практике каждый учитель решает самостоятельно. Многое зависит от многообразия задач и упражнений, которые учитель может предло­жить своим ученикам, а также, естественно, от сложности системы.

Примеры задач и упражнений

Прежде назовем типичные в этой теме упражнения.

1. Создайте пустой файл, присвойте ему имя и запишите свой текст, используя клавиши редактирования текста, различными шрифтами.

2. Измените размеры абзаца и отформатируйте текст в соответ­ствии с новыми параметрами.

3. Произведите перемещение и копирование фрагментов текста.

4. Научитесь операциям поиска и замены в тексте. Произведи­те поиск слова, которое есть в тексте, которого в тексте нет. Попро­буйте произвести замену:

1) одного слова,

2) по всему тексту,

3) за­мену части слов в тексте.

1. Работа с таблицами: создание, изменение количества строк и столбцов, изменение направления текста, шрифта, размещения текста в ячейке.

Сложные задания на таблицы можно найти в реальных доку­мента бухгалтерского учета (накладные и пр.) и прайс-листы.

6. Разработайте открытку к празднику (лучше ближайшему). Здесь можно использовать практически всю панель инструментов Рисование и операции в меню Действия.

7. Подготовьте текст к печати: разбейте его на страницы. Распеча­тайте отформатированный и отредактированный текст на принтере.

В качестве контрольного задания можно предложить учащим­ся написать реферат и подготовить его в редакторе, например, по темам:

1. Общие правила оформления машинописных работ и слу­жебных документов.

2. Оргтехническое обеспечение управленческого труда. Прави­ла техники безопасности управленческого труда.

3. Организация документооборота в учреждениях.

4. Систематизация документов и их хранение.

5. Отдельные виды машинописных работ. Оформление работ с формой и графлением.

Затем рекомендуется устроить урок-семинар, на котором уча­щиеся познакомят весь класс с содержанием своего реферата.

Для классов с углубленным изучением информатики можно показать работу с элементами панели инструментов в Visual Basic, создание Web-страниц, технологию динамического обмена дан­ными, гиперссылки и пр.

В системе Word можно предложить интересное задание следую­щего типа: «подготовьте фрагмент тестового задания на проверку логического мышления». Здесь задания могут быть разные, в том числе: «Найди лишнее» (рис.1) При выполнении задания учащие­ся должны вспомнить операции вставки рисунка, использовать эле­менты Visual Basic for Applications — кнопки. Несмотря на простоту задания, получается достаточно привлекательный фрагмент.

Рис. 1. Экранная страница задания в Word

18. Использование электронных таблиц в процессе обучения

Изучаемые вопросы:

- Области применения электронных таблиц (ЭТ).

- Среда табличного процессора (ТП).

- Режим работы ТП.

- Система команд.

- Данные в ячейках ЭТ.

- Методы адресации в ЭТ.

Области применения электронных таблиц. Появление ЭТ исторически совпадает с началом распространения персональных компьютеров. Первая программа для работы с ЭТ – табличный процессор, была создана в 1979г., предназначалась для компьютеров типа Apple II и называлась VisiCalc. В 1982г. Появляется знаменитый табличный процессор Lotus 1-2-3, предназначенный для IBM PC. Lotus объединял в себе вычислительные возможности ЭТ, деловую графику и функции реляционной СУБД. Популярность табличных процессов росла очень быстро. Появлялись новые программные продукты этого класса: Multiplan, Quattro Pro, SuperCalc и др. Одним из самых популярных табличных процессов сегодня является MS Excel, входящий в состав пакета Microsoft Office .

Что же такое электронная таблица? Это средство информационных технологий, позволяющее решать целый комплекс задач.

1. Прежде всего, выполнение вычислений. Издавна многие расчёты выполняются в табличной форме, особенно в области делопроизводства: многочисленные расчётные ведомости, табуляграммы, сметы расходов и т.п. Кроме того, решение численными методами целого ряда математических задач удобно выполнять в табличной форме. Электронные таблицы представляют собой удобный инструмент для автоматизации таких вычислений. Решения многих вычислительных задач на ЭВМ, которые раньше можно было осуществить только путём программирования, стало возможно реализовать на электронных таблицах.

2. Математическое моделирование. Использование математических формул в ЭТ позволяет представить взаимосвязь между различными параметрами некоторой реальной системы. Основное свойство ЭТ – мгновенный пересчёт формул при изменении значений входящих в них операндов. Благодаря этому свойству, таблица представляет собой удобный инструмент для организации численного эксперимента: подбор параметров, прогноз поведения моделируемой системы, анализ зависимостей, планирование. Дополнительные удобства для моделирования даёт возможность графического представления данных.

3. Использование электронной таблицы в качестве базы данных. Конечно, по сравнению с СУБД электронные таблицы имеют меньше возможности в этой области. Однако некоторые операции манипулирования данными, свойственные реляционным СУБД, в них реализованы. Это поиск информации по заданным условиям и сортировка информации.

На уроках ученикам предстоит освоить конкретный табличный процессор. Как и в предыдущих темах курса, рассматривающих информационные технологии, рекомендуется придерживаться методической схемы виртуального исполнителя, элементами которой является изучение среды, режимов работы, системы команд, данных.

Среда табличного процессора. При работе с табличным процессором на экран выводится рабочее поле таблицы и панель диалога. Электронная таблица представляется в виде матрицы, состоящей из строк и столбцов. Строки нумеруются сверху вниз, начиная от 1. Столбцы нумеруются латинскими буквами (одно- и двухбуквенными именами) в алфавитном порядке в направлении слева на право. Число строк и столбцов зависит от конкретного типа ТП.

На пересечении строк и столбцов образуются ячейки (клетки), каждая из которых имеет своё обозначение (имя, адрес), состоящее из имени столбца и номера строки: А1, С5, АВ356 и т.п. На экране дисплея видна не вся электронная таблица (документ), а только её часть. Документ в полном объёме хранится в оперативной памяти, а экран можно считать «окном», через которое пользователь имеет возможность просматривать его. Кроме основного раздела памяти, где хранится электронная таблица, используется еще дополнительные разделы:

- буфер для хранения копируемых фрагментов таблицы;

- раздел памяти для размещения справочной информации.

Важным элементом электронной таблицы является табличный курсор – прямоугольник, выделенный цветом или рамкой. Ячейка таблицы, которую в данный момент занимает курсор, называется текущей ячейкой. При перемещении курсора по таблице происходит перемещение «окна» по документу, в результате чего становятся видны различные его части. Часть таблицы, заполненная информацией, называется активной таблицей.

У разных табличных процессоров может различаться расположение на экране рабочего поля и панели диалога.

Строка ввода предназначена для отображения видимых в текущую ячейку данных. В этой строке можно просмотреть и отредактировать хранимую в ячейке формулу; в самой ячейке пользователь видит результат вычисления по формуле.

Главное меню содержит основные команды управления электронной таблицей; представляет собой иерархическую систему команд. Команды, вызывающие открытие подменю, можно назвать режимами. Исполняемые команды инициируют определённые действия над электронной таблицей.

Строка подсказки используется для вывода сообщений, подсказывающих пользователю возможные действия при данном состоянии таблицы.

Вспомогательная область управления включает в себя панель инструментов, линейки прокрутки, строку состояния.

Основные режимы работы. Режим готовности. В этом режиме происходит выбор текущей ячейки или выделение блока ячеек.

Режим ввода данных. Происходит посимвольный ввод данных с клавиатуры в текущую ячейку.

Режим редактирования. Используется при необходимости отредактировать содержимое ячейки без полной его замены.

Командный режим. Режим выбора и исполнения команд иерархической системы меню. После выполнения команды происходит возврат к режиму готовности.

Кроме перечисленных основных режимов работы ТП, можно говорить о режимах отображения таблицы и режимах управления вычислениями.

Режим отображения таблицы. В ячейках, хранящих формулы, могут отображаться результаты вычисления по формулам или сами формулы. Первый режим называется режимом отображения значений, второй – режимом отображения формул. Рабочим состоянием таблицы является режим отображения значений. Режим отображения формул может использоваться при формировании и отладке таблицы.

Режим управления вычислениями. Табличный процессор производит вычисления по формулам, сканируя таблицу в определённом порядке. Такое сканирование всегда начинается с клетки А1. Порядок вычислений может быть установлен по срокам или по столбцам. Некоторые ТП позволяют устанавливать этот порядок по желанию пользователя.

При каждом вводе новых данных в ячейку вся таблицы автоматически пересчитывается заново (режим автоматического пересчета). В некоторых ТП существует возможность установки режима ручного пересчета, т.е. таблица заново пересчитывается только после подачи специальной команды.

Система команд. Команды ТП организованы в иерархическую систему, верхним уровнем которой является главное меню. Кроме, того, выполнение команд может инициироваться через панель инструментов, контекстное меню, «горячие клавиши».

Команды редактирования таблицы позволяют манипулировать с фрагментами таблицы: удалять, копировать, перемещать, вставлять. Вставки и удаления столбцов или строк приводят к сдвигу других строк или столбцов таблицы. При этом действующая в таблице относительная адресация автоматически модифицирует формулы в соответствии с их изменившимися адресами. Приём копирования позволяет быстро строить большие таблицы, содержащие однотипные элементы.

Команды форматирования позволяют изменять внешний вид таблицы, её оформление. К элементам формата относятся:

- направления выравнивания данных относительно границ ячейки;

- высота строки и ширина столбца;

- тип, начертание и размер шрифта;

- формат представления чисел (обычный, экспоненциальный, разрядность);

- вид разлиновки таблицы;

- цвет фона и пр.

В электронной таблице действует некоторый набор стандартных параметров формата «по умолчанию». Командами форматирования его можно изменять как по отношению ко всей таблице, так и в отдельных её фрагментах.

Команды работы с файлами включают в себя стандартный набор команд, позволяющих открывать и сохранять файлы, организовывать вывод на печать полученного документа.

Команды работы с таблицей как с базой данных. Способность ТП искать и выбирать данные из таблицы позволяет использовать электронную таблицу в качестве несложной базы данных. При работе с базами данных имеют дело с записями и полями. В электронных таблицах базой данных является сама таблица, записями – строки таблицы, полями – клетки таблицы. В ТП реализованы команды поиска и сортировки.

Чтобы организовать поиск и извлечение данных, необходимо задать:

- входной блок, т.е. диапазон ячеек, в котором хранятся данные (записи, поля); важное требование: все строки в этом блоке должны быть однородны;

- блок критериев, т.е. диапазон клеток, Содержащий условие, в соответствии с которым осуществляется поиск и выборка данных из входного блока;

- выходной блок, т.е. диапазон клеток, в который будут извлечены данные из входного блока в соответствии с условием, содержащимся в блоке критериев. Задание этих блоков осуществляется специальными командами.

Сортировка строк таблицы производится по значениям определённого столбца. В команде указывается порядок сортировки: по возрастанию или убыванию значений (в том же смысле, что и с БД).

Команды графической обработки данных дают возможность отображать числовую информацию в графическом виде, чаще всего – в виде диаграмм. Команды графического режима можно разбить на две группы:

- команды описания диаграмм (задают данные, которые будут выведены в графическом виде, задают тип диаграмм и т.д.);

- команды вывода диаграмм.

Данные в ячейках таблицы. Данные для табличных процессоров – это информация, содержащаяся в ячейках таблицы, представленная в определённой символьной форме.

Здесь мы снова встречаемся с такими свойствами данных, как тип и структура, знакомыми из темы о базе данных. Кроме того, появляются новые темы в разговоре о данных. Это понятия константы и переменной, понятие арифметического и логического выражения, понятие адресации.

Содержимым ячейки электронной таблицы может быть формула или текст. Частным случаем формулы является числовая константа или переменная, более общим – арифметическое или логическое выражение.

Типы данных. Текстовый процессор должен «знать», какого типа данное хранится в конкретной ячейке таблицы, для того чтобы правильно интерпретировать её содержимое. Так, например, признаком текстовых данных является символ « (двойные кавычки). Тип данных определяется множеством значений, принимаемых величиной и совокупностью операций, применимых к величинам этого типа. Отсюда, например, следует, что нельзя применять арифметические операции к ячейкам таблицы, в которых хранится текстовая информация. Основной набор типов данных в электронных таблицах практически тот же, что и в базах данных: числовой, символьный, логический. В некоторых ТП (Excel) существует тип «дата».

Структура данных. Минимальным структурным элементом данных, представленных в электронной таблице, является ячейка. Основная работа производится с ячейками: их заполняют, редактируют, очищают.

Ячейки объединяются в структуры данных – столбцы и строки. Табличные процессоры позволяют оперировать со строками или столбцами как единым целым. Например, можно удалять или вставлять строки (столбцы), менять их местами.

Базовым структурным понятием в электронных таблицах является понятие диапазона ячеек (блока). Оно используется во многих командах табличных процессоров и в некоторых функциях. Диапазон – это множество ячеек, образующих в таблице область прямоугольной формы (матрицу). Минимальный диапазон – это ячейка, строка и столбец, которые также являются блоком, максимальный диапазон – вся таблица. Некоторые табличные процессоры позволяют задавать имя для диапазона клеток, что даёт возможность работать с блоком как единым целым.

Числовые константы разделяются на целые и вещественные. Вещественные константы можно записать двумя способами: в форме с фиксированной точкой и в экспоненциальной форме (в форме с плавающей точкой).

Запись числовой константы с фиксированной точкой предполагает, что число содержит целую и дробную часть, разделённые десятичной точкой. Например, числовая константа – 3,1415 записывается как - 3.1415 (в ТП Excel может употребляться запятая). При записи числовой константы в экспоненциальной форме сначала записывается мантисса, затем латинская буква Е (прописная или строчная), после неё – порядок. Мантисса может быть записана как целая константа или константа с фиксированной точкой, а порядок – только как целая двузначная константа. Числовая константа в экспоненциальной форме трактуется, как мантисса, умноженная на 10 в степени, равной порядку. Например, числа 0,0001 и 1 000 000 могут быть записаны следующим образом: 1Е – 4 или 0.1е – 3 и 1е6 или 1Е+6.

Переменные. Каждую ячейку таблицы будем интерпретировать как ячейку памяти текстового процессора. Каждая ячейка имеет своё имя, состоящее из имени столбца и номера строки. В каждой ячейке может хранится информация того или иного вида. Здесь прослеживается прямая аналогия с понятием переменной в языках программирования. Переменная – это переименованное место в памяти (ячейка), куда можно записывать значение. Переменная принимает различные значения определённого типа. Каждая переменная обозначается символическим именем (идентификатором). Ячейку таблицы можно рассматривать как переменную. Следовательно, А1,С5, G10 и пр. – имена переменных.

Выражения (формулы). В электронных таблицах используется два вида выражений: арифметические и логические. Выражение, определяющее способ вычисления некоторого числового значения по математической формуле, называется арифметическим выражением. Существуют определённые правила записи арифметических выражений. Эти правила аналогичны тем, что используются в языках программирования. Выражения составляются из констант, переменных, знаков операций, функций, круглых скобок. Пример выражений:

2.5*(G5+G2) SQRT(4ˆ2-4*B3*B5) SUM(C10:C20)

Здесь символ «*» - знак умножения; «ˆ» - возведение в степень. В ТП SuperCalc SQRT – функция вычисления квадратного корня; SUM – функция суммирования. В русифицированных версиях Excel функция квадратного корня – КОРЕНЬ, функция суммирования – СУММ. Порядок вычисления выражений происходит в соответствии с приоритетами выполнения арифметических операций, с расстановкой скобок. Приобретение учениками навыков записи формул требует практических упражнений.

Логические выражения (логические формулы) строятся с помощью операций отношения (, =, =, ) и логических операций (логическое «И», логическое «ИЛИ», логическое отрицание «НЕ»). Результатом вычисления логического выражения являются логические величины «истина» или «ложь».

Адресация. Следует обратить внимание учеников на определённую родственность структуры электронной таблицы и оперативной памяти ЭВМ. В обоих случаях используется принцип адресации для хранения и поиска информации. Разница состоит в том, что в ОЗУ наименьшей адресуемой единицей является байт, а в таблице – клетка (ячейка).

Символические имена переменных являются в то же время их адресами в таблице. В таблице может быть установлен режим относительной адресации или режим абсолютной адресации. В режиме относительной адресации всякие изменения в местоположении формулы путём копирования блока, переноса блока, вставки или удаления строк или столбцов приводят к автоматическому изменению адресов переменных в формулах, находящихся в смещённых ячейках. Иначе говоря, формулы модифицируются в соответствии со своим новым положением.

При отмене режима относительной адресации устанавливается режим абсолютной адресации. В этом случае при смещении клеток модификации формул не происходит.

Обычно режим относительной адресации работает в таблице по умолчанию. Абсолютная адресация применяется к отдельным ссылкам на ячейки в формулах. Для этого используется символ «замораживания» адреса – «$». С помощью этого символа можно «заморозить» как весь адрес, например $В$2, так и отдельные его части, например $В2, В$2.

22 «Специфика преподавания предмета информатики. Проблемы и особенности становления методики преподавания информатики».

Начальная ступень обучения информатике является этапом формирования алгоритмического мышления детей, устойчивого внимания, развития их коммуникативных способностей как нового способа учебной деятельности. Специфика информатики как учебного предмета заключается в тесной взаимосвязи и взаимообусловленности содержания и средств обучения. Содержание школьной информатики остро обсуждается и в прессе, и на конференциях, семинарах и симпозиумах. Правильное решение этого вопроса очень важно, от него во многом зависит, видимо, будущее благополучие нашего развивающегося информационного общества.

Основным применяемым способом организации учебно-познавательной деятельности учащихся при изучении информатики является сообщающее обучение, позволяющее выдерживать систематичность изложения материала при относительно малых затратах времени. Для изучения учащимися некоторых, наиболее важных и трудных тем используется проблемное обучение, развивающее мыслительные способности учащихся, интерес к учению, творческие силы, а также программированное обучение, позволяющее безошибочно усваивать мелкие дозы материала и темп усвоения каждым учеником.

Организационной формой проведения занятий по информатике является классно-урочная система (с разбиением на две подгруппы по 12-14 человек). Основной единицей занятий является урок.

Структура урока зависит от целей, содержания, методов и средств обучения, уровня подготовленности учеников. Как правило, занятия проходят по схеме комбинированного урока: организационный момент - проверка домашнего задания - опрос учащихся по пройденному материалу - изучение нового материала - закрепление нового материала - задание на дом.

Организация учебной деятельности детей выполняется в трех формах: фронтальной (совместные действия всех учеников под руководством учителя, индивидуальной (самостоятельная работа каждого ученика), групповой (работа по 3-4 человека, задания для групп могут быть одинаковыми или разными).

Специфика преподавания предмета информатика в начальной школе.

Сейчас лишь в немногих школах малышей учат информатике, скоро, видимо, это положение изменится. Самое главное отличие в преподавании любого предмета в 1 классе состоит в том, что дети ещё не могут записать необходимое в тетрадь и не умеют бегло читать. Это в первую очередь определяет методы работы с такими малышами. При отборе же содержания предмета информатики на пропедевтическом этапе следует учитывать следующее.

• Изучать необходимо не только теоретическую составляющую предмета, но и пользовательскую. Без этого компонента содержание обучения складывается из объяснения небольшого количества специфических для информатики понятий и выполнения многочисленных развивающих упражнений. Но достаточно ли этого, чтобы вводить такой предмет в учебный план, называя его "информатика"? Ведь часть выполняемых упражнений можно было бы отнести к математике, а оставшиеся, которые развивают логическое мышление, назвать "Занимательная логика". Термины же и правила собственно информатики гораздо легче усваиваются с использованием замечательного наглядного пособия - компьютера. Навыки формируются в раннем возрасте легче, поэтому впоследствии полнее используются информационные технологии в учебной деятельности ребёнка.

• Ведущим видом деятельности на первом году обучения в младшем школьном возрасте является игра, которая на первых порах включает только элементы обычного урока, сменяясь полностью традиционными видами учебной деятельности спустя значительное время.

• Выбирая средства фиксирования ребёнком этого возраста новых сведений, удобнее всего применять рисунок, навыками которого дети к школе, пусть и в разной степени, овладевают.

• Вводить новые понятия и правила для малышей очень эффективно в форме стихов, слоганов, чтобы облегчить запоминание трудных терминов и непривычных действий.

• Необходимо соблюдать возрастные нормы непрерывного пребывания за компьютером и не допускать перегрузки ребят учебной работой, физического утомления.

Специфика преподавания предмета информатика в среднем звене.

Как самостоятельный учебный предмет федерального компонента государственного стандарта общего образования «Информатика и ИКТ» представлена с 8 класса по 1 часу в неделю, и в 9 классе - по 2 часа в неделю. Всего за 2 года обучения в основной школе заложено 105 часов. Предполагается при необходимости увеличение количества часов за счет регионального компонента и компонента образовательного учреждения, а также за счет часов «Технологии», отведенных на организацию предпрофильного обучения в 9 классе.

«Информатика и ИКТ» в основной школе – это новый учебный предмет, и содержательно, по сравнению с обязательным минимумом содержания и базисным учебным планом 1998 года для основной школы, изменился минимально. Поскольку специфика предмета состояла в наличии большой практической компоненты, содержание условно делили 50X50 теоретической и практической части. Сегодня условно предмет состоит из двух разделов, названия которых отражают суть теоретической и практической компонент: «Информационные процессы» и «Информационные технологии». Не отражена явно линия «Формализация и моделирование», но в примерной программе включены вопросы по данному вопросу. Это объясняется тем, что деятельность, связанная с моделированием и формализацией проходит через все линии, и необходимо выделение некоторого количества учебного времени для введения ключевых понятий и систематизации полученных знаний.

Специфика преподавания предмета информатики в старшем звене.

В старшей школе с 2006 года будет реализовываться профильное обучение, когда каждое общеобразовательное учреждение в зависимости от выбранного профиля будет внедрять различные модели обучения. Основной задачей ввода профильного обучения является дифференциация и индивидуализация обучения, что влечет за собой изменение в структуре, содержании и организации образовательного процесса с учетом интересов, склонностей и способностей учащихся. Также предполагается создание условий для образования старшеклассников в соответствии с их профессиональными интересами и намерениями в отношении продолжения образования.

Основной акцент делается на то, что владение информационными и коммуникационными технологиями (ИКТ) необходимо всем участникам образовательного процесса, вне зависимости от выбранных профилей.

Уровень пользователя должен быть реализован на всех уровнях, когда ИКТ выступает объектом изучения. На второй ступени овладения, компьютер должен выступать в качестве средства освоения той предметной области, которая выбрана в качестве профильной. Третьей, более совершенной ступенью освоения является оптимизация учебной деятельности с использованием возможностей компьютера.

Данный подход отражает и тенденцию выделения в предметном содержании трех ее частей: базовой, профильной и вариативной. Базовая часть должна быть освоена всеми учащимися, вне зависимости от выбранного профиля, включая универсальные классы. Профильная часть может быть различна в зависимости от направлений. Вариативная часть отражается в элективных курсах и направлена на построение индивидуальных образовательных программ, в зависимости от жизненных интересов и образовательных потребностей школьников.

Базовый уровень преподавания предмета по стандарту ориентирован на формирование общей культуры и в большей степени связан с мировоззренческими, воспитательными и развивающими задачами общего образования, задачами социализации. Профильный уровень выбирается исходя из личных склонностей, потребностей учащегося и ориентирован на его подготовку к последующему профессиональному образованию или профессиональной деятельности.

Проблемы и особенности становления методики преподавания информатики в школе.

Введение в 1985 году в среднюю школу отдельного предмета «Основы информатики и вычислительной техники» дало старт формированию новой отрасли педагогической науки, объектом которой является обучение информатике. Определение методики информатики как науки об обучении информатике само по себе ещё не означает существование этой научной области в готовом виде. Теория и методика обучения информатике в настоящее время интенсивно развивается; школьному предмету информатики уже более полутора десятка лет, но многие задачи в новой педагогической науке возникли совсем недавно и не успели получить ещё ни глубокого теоретического обоснования, ни длительной опытной проверки.

Перед методикой преподавания информатики, как и перед всякой предметной школьной методикой, ставится традиционная триада основных вопросов:

- Зачем учить информатике?

- Что надо изучать?

- Как надо обучать информатике?

Методика преподавания информатики – молодая наука, но она формируется не на пустом месте. Опережающие фундаментальные дидактические исследования целей и содержания общего кибернетического образования, накопленный отечественной школой ещё до введения предмета информатики практический опыт преподавания учащимся элементов кибернетики, алгоритмизации и программирования, проработка важных вопросов общеобразовательного подхода к обучению информатике имеют в общей сложности почти полувековую историю. Будучи фундаментальным разделом педагогической науки, методика информатики опирается в своём развитии на философию, педагогику, психологию, информатику, а также обобщённый практический опыт средней школы.

Из всей совокупности методико-педагогических знаний и опыта, объединяемых методикой информатики, выделяется учебный предмет «Методика и теория обучения информатике», который согласно Государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования входит в образовательно-профессиональную программу подготовки учителя по специальности «Информатика». Впервые учебный курс «Методика преподавания информатики» был введён в учебные планы педвузов в 1985 году в связи с организацией подготовки учителей по дополнительной специальности «Информатика» на базе физико-математических факультетов. Вскоре появилось первое учебное пособие по этому курсу. В 1993 году был сделан первый набор на учительскую специальность «Информатика» как основную. В российских педвузах стала расширяться подготовка «профильных» учителей информатики. В то же время справедливо отмечалось, что в течение весьма длительного периода содержание методической подготовки будущего учителя информатики – наиболее слабая часть его профессиональной подготовки. В настоящее время появились издания других учебных книг по методике информатики, хотя в течение долгого времени кафедрам и студентам приходилось делать основной упор на периодику. Официальным ориентиром в методической подготовке будущих учителей информатики служат рекомендованные Министерством образования РФ примерные учебные программы. Содержание этого учебного предмета составляет рассмотрение общих теоретических основ методики преподавания информатики, совокупности основных программно-технических средств, а также метода изучения конкретных тем школьного курса информатики на пропедевтическом, базовом и профильном

Комплексное использование средств обучения на уроках информатики.

В систему средств обучения наряду с учебниками, учебными и методическими материалами и программным обеспечением для компьютеров входят и сами компьютеры, образующие единую комплексную среду, которая и позволяет учителю достигать поставленных целей обучения. Вот перечень основных компонентов рекомендуемой системы средств обучения информатике в школе:

- программно-методическое обеспечение курса информатики, включающее как программные средства для поддержки преподавания, так и инструментальные программные средства (ИПС), обеспечивающие учителю возможность управления учебным процессом, автоматизацию контроля учебной деятельности, разработки программных средств (или их фрагментов) учебного назначения для конкретных педагогических целей;

- объектно-ориентированные программные системы, обеспечивающие формирование культуры учебной деятельности, в основе которых лежит определённая модель объектного мира пользователя (например, текстовый редактор, база данных, электронные таблицы, различные графические системы);

- учебное, демонстрационное оборудование, сопрягаемое с ПЭВМ (имеются в виду средства обучения, функционирующие на базе информационных технологий, компенсирующие или амортизирующие отсутствие предметной среды и обеспечивающие предметность деятельности, её практическую направленность, например, учебные роботы, управляемые ЭВМ; электронные конструкторы; модели для демонстрации принципов работы ЭВМ, её частей, устройств);

- средства телекоммуникаций, обеспечивающие доступность информации для обучаемых, вовлечённость их в учебное взаимодействие, богатое интеллектуальными возможностями и разнообразием видов использования ресурсов Всемирной информационной сети.

Любопытно заметить, что, по мнению великого философа, «средство свыше, чем конечные цели внешней целесообразности; плуг нечто более достойное нежели непосредственно те выгоды, которые доставляются им и служат целями. Орудие сохраняется, между тем как непосредственные выгоды преходящи и забываются. Посредством своих орудий человек властвует над внешней природой, хотя по своим целям он подчинён ей» (Гегель Г. Наука логики: В 3 т. – М., 1972. – Т. 3. – С. 200). Остаётся лишь пожалеть, что в отличие от бренного плуга, сохранившего свои черты с достопамятных времён, компьютеры (как и сопровождающее их программное обеспечение) изменяют свои характеристики и функционал столь стремительно, что не оставляют никаких надежд организаторам образования на хоть сколько-нибудь протяжённое во времени их использование.

Введение в учебный план средней школы нового предмета «Основы информатики и вычислительной техники» потребовало разрешения проблемы обеспечения взаимодействия учащихся с ЭВМ. Очевидно, что эта проблема, вытекая из общей задачи компьютеризации образования, имеет более широкое значение, чем обеспечение преподавания нового учебного курса, так как предусматривает в конечном итоге также и интересы преподавания всех школьных дисциплин, постановки всего школьного дела.

При сохранении основного требования – обеспечение взаимодействия учащихся с компьютерами и необходимыми информационными банками данных – на начальном этапе компьютеризации школы рассматривалось несколько возможных путей решения этой организационно-технической задачи. Один из них – оснащение школ терминалами, подключенными вычислительным центрам коллективного пользования (ВКЦП) и, далее, к единой государственной сети вычислительных центров (ГСВЦ). Этот подход рассматривался как наиболее перспективный, хотя и отдалённый по времени практической реализации. По этой причине исходили из того, что пока ВЦКП и терминальные сети будут развиваться, необходимо использовать и другие возможные пути. В частности, рассматривался вариант, при котором потребности одной школы (или группы школ) могут быть вполне обеспечены с помощью одной мини – ЭВМ, обслуживающей группу терминальных устройств, расположенных в одной школе или нескольких соседних школах. ЭВМ в этом случае должна была иметь развитую систему разделения времени, позволяющую обеспечить одновременную работу большого числа пользователей.

Другой способ технического решения этой же задачи – оборудование в школах кабинетов, оснащённых комплексами учебной вычислительной техники (КУВТ) на базе персональных ЭВМ, включенных в глобальные сети. Именно этот путь в условиях всё более широкого распространения компьютерной коммуникации сохраняется как генеральный путь компьютеризации сферы образования.

Со временем функциональное назначение средств вычислительной техники и программного обеспечения (ПО) в сфере образования (в том числе и в школе) начинает рассматриваться в более широком диапазоне применений:

- как средство обучения при изучении общеобразовательных и специальных предметов и при профессиональной подготовке;

- для формирования у учащихся основ информационной культуры, выработки умений и навыков практической работы на ЭВМ и с современными прикладными программами;

- для обеспечения функционирования информационных сетей (как локальных, так и распределённых) и телекоммуникаций;

- для автоматизации делопроизводства и ведения документации внутри учебных заведений и в системе управления образованием;

- для организации и проведения учебно-исследовательских работ на основе информационных и коммуникационных технологий и мультимедиа-средств;

- для обеспечения автоматизации процессов контроля, коррекции результатов учебной деятельности, тестирования и психодиагностики;

- для автоматизации процессов обработки результатов учебного эксперимента, управления учебным, демонстрационным оборудованием;

- для разработки педагогического программного обеспечения и обеспечения связанных с этим научно-исследовательских работ.

Программное обеспечение является неотъемлемой компонентой системы средств обучения информатике, а их минимально необходимый набор должен быть составной частью оборудования Кабинета вычислительной техники (КВТ). Согласно педагогико-эргономическим условиям используемое в кабинете информатики программное обеспечение должно включать:

- системное ПО (операционная система, операционные оболочки, сетевое ПО, антивирусные средства, средства резервного копирования и восстановления информации и т.п.);

- ПО базовых информационных технологий (текстовые редакторы, электронные таблицы, СУБД, системы компьютерной графики и системы подготовки компьютерных презентаций, телекоммуникационное ПО и др.);

- инструментальное ПО общего назначения;

- ПО учебного назначения (рекомендуется к применению при наличии сертификата Министерства образования РФ);

- По поддержки издательской деятельности для нужд учебного заведения.

28. Современное содержание образовани школьного курса информатики .

«Информатика — в настоящее время одна из фундаментальных областей научного знания, формирующая системно-информационный подход к анализу окружающего мира, изучающая информационные процессы, методы и средства получения, преобразования, передачи, хранения и использования информации, стремительно развивающаяся и постоянно расширяющаяся область практической деятельности человека, связанная с использованием информационных технологий».

Проблемой отбора содержания школьного курса информатики занимались многие отечественные ученые (И.Н. Антипов, Н.В. Апатова, А.Г. Гейн, А.П. Ершов, А.А. Кузнецов, А.Г. Кушниренко, М.П. Лапчик, B.C. Леднев и др.). Курс информатики (как общеобразовательный курс) рассматривается в новом стандарте в двух аспектах. Первый аспект; системно-информационная картина мира, общие информационные закономерности строения и функционирования самоуправляемых систем. Второй аспект: методы и средства получения, обработки, передачи, хранения и использования информации, решения задач с помощью компьютера и других средств новых информационных технологий.

Системно-информационный подход к анализу окружающего мира, изучение общих закономерностей строения и функционирования самоуправляемых систем — суть школьного курса информатики на современном этапе образования.

Основные содержательные линии курса охватывают следующие группы вопросов:

-вопросы, связанные с пониманием сущности информационных процессов, информационными основами процессов управления в системах различной природы; вопросы, охватывающие представления о передаче информации, канале передачи информации, количестве информации; способы представления информации, методы и средства формализованного описания действий исполнителя;

-вопросы, связанные с выбором исполнителя, анализом его свойств, возможностей и эффективности его применения для решения данной задачи; вопросы, связанные с методом формализации, моделирования реальных объектов и явлений для их исследования с помощью компьютера, проведения компьютерного эксперимента; этапы решения задач на ЭВМ, использование программного обеспечения разного типа для решения задач, представление о современных информационных технологиях, основанных на использовании компьютера.

В Федеральном законе «Об образовании» записано: «В Российской Федерации устанавливаются государственные образовательные стандарты, включающие федеральный и национально-региональный компоненты». В связи с политическими, экономическими, социальными изменениями в стране в 1999 г. была разработана общая стратегия образования и вынесена на обсуждение общественности. В «Национальной доктрине образования в Российской Федерации» среди основных задач в сфере образования указаны следующие: гармонизация национальных и этнокультурных отношений; сохранение и поддержка этнической и национально-культурной самобытности народов России, гуманистических традиций их культур; сохранение языков и культур всех народов Российской Федерации.

Эти документы свидетельствуют о внимании к проблеме формирования национального самосознания на государственном уровне. Под национальным самосознанием обычно понимают сознание национальной общности, которое порождается общностью экономических связей, территории, языка, а также некоторых общих традиций, национальных особенностей культуры, психологии. Важнейшим средством формирования национального самосознания является национально-региональный компонент образования. Основные содержательные линии обучения определены в государственных стандартах образования. Главной особенностью новых государственных стандартов образования (на всех уровнях) является введение национально-регионального компонента. Стандарты состоят из двух частей: федеральной (обязательной для всех учебных заведений Российской Федерации) и региональной, содержание которой определяется и устанавливается органами управления образованием региона. Национально-региональный компонент отражает специфику национальных, экономических, культурно-исторических и других особенностей региона. Федеральный компонент стандартов образования является гарантией существования единого образовательного пространства России.

Опыт использования средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) позволяет утверждать, что применение средств ИКТ в процессе обучения и воспитания будет способствовать формированию национального самосознания школьников, если: 1) содержание программных средств учебного назначения отражает и опирается на культурно-этнические ценности нации; 2) структура программных средств учебного назначения соответствует логике познавательной деятельности школьников — представителей этноса; 3) межкультурные коммуникации на основе телекоммуникационных технологий выявляют особенности данной нации, позволяют школьникам осознать самобытность нации, понять ее место в мировом культурном сообществе наций и народов.

Культурно-этнические ценности представляют собой некий механизм, аккумулирующий и трансформирующий столетиями отшлифованный опыт народа, который является их носителем. Национальные ценности, вплетенные в общественную жизнь, нередко оказываются более стойкими носителями высшего, духовного начала, чем зафиксированные в религиозных установках идеи и принципы. Этнические ценности выступают важнейшим элементом духовности, определенным материализованным в поведении элементом национального самосознания: песни, пляски, изделия народного творчества, сказания и сказки, пословицы, поговорки и пр.

В курсе информатики в рамках национально-регионального компонента можно включать задания, основанные на данных по экономике. Например, при изучении графических редакторов можно дать задание с использованием национальных орнаментов.

Для использования информационных ресурсов с целью национального воспитания школьников необходимо выполнение ряда условий:

-высокое оснащение школ современными средствами информационных и коммуникационных технологий;

-наличие программных средств учебного назначения, ориентированных на формирование национального самосознании школьников;

-наличие штата высококвалифицированных учителей национальных школ и специалистов, владеющих средствами ИКТ;

-наличие телекоммуникационных сетей, соединяющих школы с ведущими научными и педагогическими центрами России, а также с районными центрами региона (области);

-методическое обеспечение новых средств и форм обучения. Но главное, это осознание важности проблемы, как со стороны учителей, так и со стороны государства. К сожалению, в практике общеобразовательных школ пока мало используются возможности местного национального материала на уроках информатики.