Методика раннего обучения информатике
СОДЕРЖАНИЕ
СТРУКТУРА
АЛГОРИТМ
ИСПОЛНИТЕЛЬ
ТЕКСТОВЫЙ
РЕДАКТОР
ГРАФИЧЕСКИЙ
РЕДАКТОР
МУЗЫКАЛЬНЫЙ
РЕДАКТОР

Содержание школьного курса информатики


Такие системы, как редакторы текстовой, графической и музыкальной информации, электронные таблицы, базы данных, презентации, стали настолько повседневными и распространенными, что это не могло не отразиться на содержании информатического образования учащихся: чтобы овладеть широко распространенными в обществе инструментами, следовало знакомиться с ними на школьной скамье. Такой «практический» уклон, с одной стороны, наполнил школьные уроки информатики очень конкретным, технологическим содержанием. Но, с другой стороны, технологические аспекты школьной информатики казались столь плодотворными, что многие авторы учебников по информатике сделали информационные технологии главным содержанием обучения, полностью игнорируя алгоритмику в информатике. Более того, такая «утилитарность» школьной дисциплины дала основания некоторым (в том числе, высокопоставленным) противникам школьной информатики заявить: один из двух компонентов информатики — алгоритмика — должен войти в состав породившей ее математики, а другой — технологии — в силу своей исключительно практической ориентации должен стать частью трудового обучения. Ущербность такого взгляда на школьную информатику очевидна.

При этом мы ни в коей мере не намерены отвергать с порога технологические аспекты школьных курсов информатики, или информационной культуры, или информационных технологий. Дело в том, что и в теоретическом, мировоззренческом, плане технологический аспект информатики представляется очень важным: информатику безусловно можно трактовать как технологию умственной деятельности уже потому, что каждый мыслительный процесс может быть представлен совокупностью известных в информатике управляющих структур — последовательности, ветвления и цикла. В течение нескольких последних лет в множестве информационных технологий, используемых современным обществом, настолько уверенно выделилась и вышла вперед технология коммуникаций, что становится уместным говорить о следующем этапе становления информационного общества — этапе информационных коммуникаций в глобальных сетях. И вновь, как всегда, школа, отслеживая наиболее устойчивые и значимые социальные изменения, отразила это замечательное явление в содержании обучения в виде участия школьников в компьютерных коммуникациях. Примечательно, что именно те школьные учителя, кто в рамках внешкольных форм работы с учащимися (дистанционные олимпиады, курсы, проекты) прикоснулись к современным дистанционным формам обучения, инициативно поднимают проблему, становящуюся лозунгом нынешнего этапа развития информационного общества: «Дистанционное обучение — от дополнительного образования к базовому!». Следует отметить, что в многочисленных педагогических экспериментах нижняя возрастная грань обучаемых редко фигурирует в качестве ограничения.

В содержании общеобразовательного курса информатики можно выделить четыре относительно самостоятельные части. Первую часть составляет совокупность фундаментальных знаний, понятий и представлений, необходимых для формирования операционного стиля мышления. Вторая часть курса образуется из совокупности прикладных навыков и умений, необходимых для применения идей и методов информатики в других отраслях человеческой деятельности. Третья часть — это система основных положений информатики как науки в соответствии с ее местом в современной системе научных знаний. Четвертая часть — это совокупность знаний, необходимых для общей ориентации в возможностях современной и перспективной техники, вычислительных, программных, информационных и коммуникационных систем.

Фундаментальные навыки и умения первой группы могут и должны формироваться в младших классах школы. Прикладные навыки второй группы должны формироваться, главным образом, в межпредметных связях, при изучении других школьных дисциплин по мере освоения соответствующих фундаментальных понятий. Наконец, обобщение и систематизация основных теоретических и практических знаний, а также формирование представлений о современных инструментальных средствах информационного общества должны осуществляться в конце школьного образования, в старших классах: при существующих темпах обновления технического и программного инструментария у учителя, беседующего с выпускниками, не будет оснований называть современными те машины и программные системы, с которыми школьники знакомились пять лет (компьютерное поколение) тому назад — в пятом, шестом классах. Хотя названные выше части непрерывного школьного курса информатики, в целом, перечислены здесь в хронологическом порядке, все же их пересечение во времени неизбежно. Особенно это относится к первым двум частям, основные разделы которых в соответствии с главными задачами информатического образования покрывают начальную школу. Более того, об изучении разделов из первой части (теоретический фундамент) и отдельных разделов второй части (практические навыки общения с компьютером) приходится говорить как о взаимно-обусловленном и одновременном.

Таким образом, с известной степенью условности можно предложить следующую схему непрерывного школьного общего информатического образования:
1-5 классы Совокупность наиболее фун­даментальных навыков, зна­ний, понятий и представле­ний, необходи­мых для фор­мирования операционного стиля мышле­ния
3-9 классы Совокупность прикладных навыков, необ­ходимых для применения идей и мето­дов информа­тики в других отраслях чело­веческой дея­тельности
10 класс Система основ­ных положе­ний информа­тики как науки в соот­ветствии с ее местом в со­временной сис­теме научных знаний
11 класс Комплекс зна­ний, необходи­мых для общей ориен­тации в ВОЗМОЖНОСТЯХ современной и перспективной техники и прикладных систем

Замечательно то обстоятельство, что при столь насыщенном школьном информатическом образовании предмет с названием «Информатика» может не фигурировать в расписании вплоть до выпускных классов. И дело не столько в формальной замене урока информатики, например, на урок с названием «Инфор­мационная культура», сколько в мировоззренческом, стержне-образующем положении информатики среди других научных дисциплин, отражаемых в школьных предметах. В младших классах информатика представлена знаниями и навыками первой из перечисленных групп. В начальной школе целесообразна постановка интегрированного курса «математи­ка-информатика-язык (родной язык)». В пользу такого орга­низационного предложения говорят следующие аргументы:

  • специфика освоения навыков первой группы;
  • единая для всех дисциплин начальной школы технология обучения, совпадающая с методикой раннего обучения ин­форматики;
  • традиции начальной школы, в силу которых все (основные) предметы ведет один учитель.

Последний тезис заслуживает особого внимания. В классе начальной школы наряду с классным руководителем, ведущим большинство предметов, вообще говоря, работают учителя по таким специальным дисциплинам, как физкультура, пение, хореография, рисование и т. п., которые требуют подготовки учителя, опирающейся на его индивидуальные способности. Действительно, от школьного учителя, вообще говоря, нельзя требовать, чтобы он образцово танцевал и хорошо бегал. В этом отношении информатика отличается от предметов, на педагоги­ческие реализации которых могут, вообще говоря, приглашать­ся педагоги «со стороны». Она стоит в одном в ряду с другими базовыми дисциплинами, формирующими личность, такими, как родной язык, математика, естествознание. Следовательно, в силу когнитивной значимости информатики, преподавать этот предмет должен классный руководитель — «главный» учитель, раскрывающий мир перед детьми.

При нынешнем состоянии информатического образования сту­дентов вузовских факультетов начального образования, педколледжей и педучилищ вывод о главенствующей роли учителя начальной школы многими воспринимается как сомнительный. Тем не менее, такой вывод настолько важен, что и администра­торам системы образования, и ведущим инвесторам, вкладыва­ющим средства в информатизацию школы, тезис о ведущей роли учителя начальных классов в раннем обучении информа­тике должен послужить обоснованием значительных, но актуаль­но необходимых и обоснованных затрат на информатическую подготовку и переподготовку учителей начальной школы. Освоение школьниками навыков второй группы происходит, в основном, в рамках других предметов на протяжении всего срока обучения в средней школе. При этом нет необходимости выделять информатику в отдельный предмет, поскольку весь концептуальный инструментарий к этому времени уже, по су­ществу, сформирован.

Применения его погружаются в учебные программы других предметов, главным образом, в центральных классах средней школы. В этой совокупности «других» предметов может несколь­ко выделяться предмет с названием «Информационная культу­ра» (однако опять-таки не «Информатика»!), в котором на пер­вый план выступают инвариантные по отношению к множеству частных предметных методик инструментальные, технологиче­ские, прикладные аспекты информатики. Наконец, в старших классах у школьников, ориентирую­щихся на продолжение образования, имеет право на существо­вание самостоятельный предмет — «Информатика». Его задача состоит в том, чтобы подвести итог многолетнему знакомству с информатикой, систематизировать полученные знания (10 класс) и познакомить с современными машинами, системами, техно­логиями (11 класс).

Основной инструмент информационного общества — персо­нальный компьютер — занимает значительное место и в веду­щей подсистеме общества, в системе образования. Здесь он рассматривается как основной дидактический инструмент, ис­пользуемый не только (и не столько!) как объект изучения, но, в первую очередь, как средство обучения. При этом речь, ко­нечно, идет не о технических компонентах компьютера — уз­лах, механизмах, схемах и устройствах, а о том, что составляет «гибкую» компоненту компьютера — его прикладное программ­ное обеспечение. Во всех приложениях информационной техники, идет ли речь об автоматизации поиска полезных ископаемых, или расче­те прочности проектируемого корабля, или разработке экономи­ческой модели региона, успех компьютеризации обеспечивается взаимным проникновением информатики и ведущей дисциплины соответствующей предметной области. Те же суждения отно­сятся и к близкой нам предметной области — педагогике. При этом важно отметить, что в программном средстве, проектируе­мом как дидактический инструмент для предметного урока, компонент предметной области (в нашем случае — содержание изучаемой темы и методика обучения предмету) является пер­вичным, а программная реализация — вторичным. Это озна­чает, что программное средство проектируется, прежде всего, исходя из требований предметной среды, и только после удов­летворения этих требований на проектируемое средство могут быть учтены условия реализации (выбор языка программирова­ния, используемых редакторов, программных оболочек и т. д.). Не случайно поэтому, что концепции, структура и состав прикладных учебных программных систем определяются из условий педагогической предметной области.

Очень показателен в этом отношении переход от учебных языковых систем программирования, характерных для первого этапа становления школьной информатики, к системам про­граммных исполнителей. Впервые программные исполнители как учебное средство по­явились в среде языка Робик, разработанного в группе академика А. П. Ершова (Новосибирск). Исполнитель Дежурик «выполнял» простейшие последовательности предписаний, моделируя поведение дежурного в классе. Столь же простой исполнитель Маляр работал как известный детям персонаж — Том Сойер, цикличе­ски закрашивая доски забора. Несколько более сложный ис­полнитель Муравей выполнял серии последовательных и цик­лических команд, двигаясь по клетчатому полю. Впервые появившиеся в учебном педагогическом эксперименте районной школы юных программистов в Академгородке исполнители Г. А. Звенигородского казались необычным явлением в методике информатики. Однако очень скоро исполнители появились в раз­работках группы А. Г. Кушниренко (Чертежник, Робот, ...), по­том в плодотворно работающей екатеринбургской группе (Кен­гуренок, Пылесосик, ...).

Этот интерес, столь единодушно проявленный практически во всех активно работающих коллективах разработчиков учеб­ных программных средств, нельзя было объяснить случайным совпадением. При проектировании известной программно-методической сис­темы «Роботландия», предназначавшейся для школьного кур­са раннего обучения информатике, разработка велась в двух встречных направлениях. С одной стороны, создавалась сово­купность отдельных исполнителей, каждый из которых был необходим для сравнительно узкой педагогической задачи — для формирования того или иного навыка, необходимого млад­шему школьнику в его учебной деятельности. С другой сторо­ны, осмысливалось объединение этой совокупности в единую систему, обосновывался подход, рожденный из эмпирических наблюдений и педагогических экспериментов, различных по условиям и реализации.

    В таком обосновании была предпринята попытка учесть ар­гументы педагогической предметной области, в которой пред­стояло обучать основам информатики младших школьников.

  1. Современный ребенок, приходя в школу, уже имеет инту­итивные представления о роботах, компьютерах и их возмож­ностях. Однако между этим представлением и систематическим изучением фундаментальных понятий информатики существу­ет ощутимая методическая ниша, которую целесообразно за­полнить средствами, доступными младшим школьникам — программными и аппаратными исполнителями-роботами.
  2. Операционная среда, созданная языковой системой про­граммирования, даже такой богатой, как, например, Лого, бу­дучи единственной, приходит в противоречие с дидактическим принципом многообразия форм обучения. Многообразие же операционных средств, порождаемых системой исполнителей, практически неисчерпаемо.
  3. Работая с исполнителями, школьник погружается в уже созданную среду с заданными в ней свойствами, а при знаком­стве с языком программирования или встроенным в язык ис­полнителем-черепашкой школьнику приходится самому проек­тировать и создавать операционное окружение, что требует определенного уровня сформированности алгоритмического мышления, наличие которого нельзя предполагать у ученика в самом начале изучения основ информатики.
  4. Так как языковая система программирования (даже учеб­ная) создает у учащегося противоречивое ощущение первично­сти программы и вторичности алгоритма, полезно построить систему исполнителей, которые помогают школьнику понять сущность и свойства алгоритмов раньше, чем он освоит начала программирования (и вообще говоря, независимо от изучения программирования).
  5. Разнообразный мир исполнителей конструктивно демон­стрирует межпредметные связи информатики и, следовательно, готовит школьников к активной жизненной позиции в инфор­мационном обществе.
  6. Специализированные исполнители, ориентированные на задачи художественного и музыкального воспитания, могут слу­жить целям гуманитаризации образования с большей эффек­тивностью, чем универсальные языковые средства.