Структура школьного курса информатики

Дидактический материал

Программные средства как дидактические инструменты, с точки зрения отмеченного выше соотношения программного и методического компонента, могут быть расклассифицированы на

• учебные программы,
• учебно-ориентированные пакеты прикладных программ,
• программно-методические системы.

Учебные программы используются для решения конкретных задач на отдельных уроках или на небольшом, ограниченном числе тем. В связи с этим к ним не предъявляются жесткие требования по обеспечению их методической документацией. Такая документация либо отсутствует, либо ограничивается текстовыми файлами read.me, содержащими сведения о запус­ке программы и, возможно, о способах задания ее параметров. Изготовителями учебных программ часто являются учителя информатики или школьники, которые пишут программы по своей инициативе или по заказу учителя.

Учебно-ориентированные пакеты прикладных программ на­целиваются на серию уроков (фрагмент курса) или группу тем. Они обычно сопровождаются документацией, которая сообщает о способах инсталляции, настройках, различных режимах ис­пользования и необходимом техническом обеспечении. Кроме того, такая документация может содержать информацию о те­мах (названиях уроков), на которых рекомендуется применять программы пакета. Изготовителями пакетов, как правило, явля­ются индивидуальные разработчики-профессионалы или неболь­шие коллективы, которые включают педагогов (методистов), отвечающих за формулировку задания на проектирование пакета, и программистов, являющихся специалистами в области реализации программных пакетов.

Программно-методические системы отличаются от других упомянутых выше классов учебных программных средств не столько объемом программ, сколько развитым методическим обеспечением, поскольку такие системы предназначаются, как правило, для обеспечения целого курса (или значительной его части). К таким системам в полной мере относится вышеупомя­нутый тезис о первичности методики и содержания обучения и вторичности программной реализации.

В методическом обеспечении систем отчетливо выделяются две главные компоненты — учебник для школьника и методи­ческое пособие для учителя. Требования к этим материалам весь­ма высоки, поскольку, в первую очередь, качеством разработки и оформления методического обеспечения определяется зачастую распространенность и популярность системы. Наличие книги для школьника и пособия для учителя не снимает потребности в технической (пользовательской) документации, которая мо­жет иметь вид «твердой копии» или храниться в файлах на ин­формационных носителях.

Разработчиками программно-методических систем являют­ся специализированные предприятия, сочетающие обычно раз­работку с внедрением, то есть практической преподавательской деятельностью. Типичный пример учебной программно-методической систе­мы — «Роботландия», которая, в частности, является объектом детального изучения на курсах дистанционного учебного цент­ра для учителей и школьников — Роботландского сетевого уни­верситета. Совокупность исполнителей только тогда объединяется в систему, когда она связана единством замысла не в меньшей мере, чем единством интерфейса. Хотя к моменту появления названия «Роботландия» уже существовали несколько про­грамм, вошедших впоследствии в состав системы, все же про­цесс рождения «Роботландии» нельзя сравнивать с формиро­ванием коллекции отдельных импровизаций: курс раннего обучения информатике и поддерживающая его програм­мно-методическая система «Роботландия» создавались по еди­ному замыслу.

В основу замысла этой программно-методической системы легли следующие базовые положения:

• концепция целей информатического образования: формиро­вание операционного стиля мышления, а не освоение навы­ков программирования;
• концепция оптимального возраста обучаемых: поскольку стиль мышления учащихся формируется в начальной школе, целесообразно начинать систематическое изучение основных понятий информатики в младших классах;
• концепция функционального обучения: информатика в шко­ле непременно должна стать инструментом совершенствова­ния частных предметных методик и междисциплинарных связей;
• концепция формирования исследовательских навыков и ак­тивного творчества: непосредственное общение с компьюте­ром и общение через информационные сети надо организовать так, чтобы школьник последовательно наращивал потенциал умений самостоятельной работы;
• концепция гуманитаризации школьного образования: ин­форматика предлагает конструктивный инструментарий эстетического (музыкального, художественного) воспита­ния учащихся; задача школы — эффективно использовать этот инструментарий.

Перечисленные положения определяют содержание и меж­предметные связи школьной информатики в современном ее понимании. Школьный курс раннего обучения информатике, учитывающий многонаправленное воздействие на школьника, становится важным компонентом воспитания гармонически развитой личности. Совокупность тем, составляющих такой непрерывный школьный курс, можно распределить по четы­рем основным направлениям:

1. Информационное {теоретическое) направление, на кото­ром формируется современное мировоззрение молодого че­ловека. Понятие информации ложится в основу единой информа­ционной картины мира. Рассматриваются различные спо­собы представления информации, виды информационных процессов — хранение, передача и обработка информации.
2. Компьютерное {практическое) направление, на котором формируются важнейшие навыки общения с компьютером, а также представление о компьютере как универсальной информационной (а не только вычислительной) машине. Школьники знакомятся с разнообразными применениями компьютеров в повседневной жизни, в окружающей дейст­вительности.
3. Алгоритмическое направление, на котором школьник изу­чает ряд важнейших понятий и механизмов информатики, ... учится описывать, конструировать и анализировать алго­ритмы. Понятие алгоритма позволяет выработать у школьников представление о моделях различных видов деятельности.
4. Исследовательское направление, которое имеет одной из важнейших своих задач сформировать у ученика творче­ское отношение не только к изучаемому предмету, но и ко всей своей деятельности.

Программный инструментарий, который дети осваивают в курсе раннего обучения информатике, становится базой для проведения простейших самостоятельных исследований, для вос­питания навыков технического, литературного, художествен­ного, музыкального творчества. Содержание курса раннего обучения информатики опреде­ляется, однако, не линейной (хронологической) последователь­ностью перечисленных четырех направлений, а, скорее, дву­мерной матрицей, в которой вертикали педагогических на­правлений курса пересекаются с горизонталями основных его тем: с одной стороны, каждая тема так или иначе затрагивает понятия и идеи нескольких направлений, с другой стороны, каждое направление находит для себя дидактический матери­ал — задачи, упражнения, учебные тексты — в большинстве изучаемых тем.

Хотя в таблице названы ключевые темы из курса раннего обучения информатики, она требует значительно большей кон­кретизации с тем, чтобы быть использованной для построения учебного плана. Такая конкретизация может стать предметом для обсуждения. Действительно, информатика в школе стала одной из первых плюралистических дисциплин в том смысле, что учителю предоставлены возможность и право выбора одно­го из нескольких учебников, по-разному ориентирующих этот школьный курс. В еще большей степени эта свобода выбора от­носится к курсу раннего обучения информатике, который до сих пор остается областью педагогического эксперимента и инициативного учительского творчества.

	Педагогические направления
Тема	Информация	Компьютер	Алгоритм	Творчество
Введение. Беседы об использовании компьютеров		Первичные представления		Навык изложения собственных наблю­дений
Информация вокруг нас	Распознавание, пе­редача, хранение, обработка	Компьютер — уни­версальная инфор­мационная машина
Работа с клавиатурой	Преобразование ин­формации	Первичные навыки работы с основны­ми устройствами ввода информации	Простейшие алго­ритмы работы при вводе информации с помощью клавиа­туры
Алгоритмические этюды	Преобразование ин­формации	Клавиатура, инфор­мационные модели	Понятие алгорит­ма, формализация записи	Логическое мышле­ние
Устройство компьютера	Передача, хранение и обработка инфор­мации внутри ЭВМ	Назначение и взаи­мосвязь устройств компьютера	Алгоритм циркули­рования информа­ции в компьютере
Исполнители	Информационные процессы в исполнителях	Компьютер как универсальный ис­полнитель	Исполнитель, сис­тема команд, син­таксические и семантические ошибки, формальное исполнение	Навык конструиро­вания заданий для исполнителя
Черные ящики	Многообразие форм информации и спо­собов ее обработки	Автоматизирован­ное рабочее место исследователя у компьютера	Алгоритмы обра­ботки информа­ции	Навыки самостоя­тельного исследова­ния, интуиция, ло­гические выводы
Редакторы	Многообразие форм информации: текст, рисунок, мелодия	Инструментальные применения компью­тера. Понятие о ре­дактировании	Алгоритмы работы с информацией. Ре­дакторы как испол­нители	Конструирование упражнений, сочи­нения
Информационные технологии	Интегрированные системы обработки информации	Периферийные устройства в ин­формационных тех­нологиях	Алгоритмы плани­рования ресурсов	Комплексные инди­видуальные и кол­лективные проекты
Коммуникации	Адресация инфор­мационных потоков	Сетевые протоколы	Алгоритмы процес­са коммуникации	Навыки коллектив­ного творчества
Сложные исполни­тели (программиро­вание)	Обработка инфор­мации	Сложные системы: редактор текста + редактор среды + исполнитель	Язык, программа, управляющие структуры, проек­тирование	Логическое мышле­ние, конструирова­ние, проверка пра­вильности программ

Примеры использования «Роботландии» в практике россий­ских школ свидетельствуют о многообразии методических реа­лизаций курса. Здесь приведен один из возможных вариантов учебного плана, который, кстати, прошел внимательно наблю­давшуюся проверку в ряде школ. Речь идет о двухлетнем курсе раннего обучения информатике на основе «Роботландии», для уроков которого отводилось 2 часа в неделю в течение двух учебных лет.

Первый год обучения:

• Введение в информатику. Информация в окружающем мире. Обработка, хранение, передача информации (программы Меню, Курсор, Мудрый Крот, Привет, Блокнот).
• Компьютер — универсальная информационная машина. Об­щая схема компьютера, назначение его устройств. Работа с клавиатурой (тренажеры Правилка, Компьютер).
• Технология работы с информацией. Первое представление о базах данных (программа Блокнот).
• Введение в алгоритмику. Линейные алгоритмы (программы Перевозчик, Монах, Конюх, Переливашка).
• Стратегия. Случайные события. Двоичный поиск. Компью­терные игры (программы Угадайка, Морской бой, Максит, Баше, Фальшивая монета).
• Исполнители. Команда, система команд, управление ис­полнителем в командном режиме (программы-исполнители Квадратик, Машинист)
• Арифметические исполнители. Понятие стека (программы Автомат, Плюсик).
• Алгоритмы. Исследование алгоритмов обработки информа­ции (программа Буквоед).
• Редактирование текстовой информации. Файлы, операции с файлами. Редактор как технологический инструмент. При­менение редактора на уроках родного языка. Диктанты, грамматические упражнения, сочинения, издательская дея­тельность (редактор Микрон).
• Компьютерные коммуникации. Почта в классе. Электрон­ная почта. Структура сети, адреса, структура сообщения.

Второй год обучения:

• Графическая информация и простейшие задачи графическо­го редактирования. Аппликации (программа Силуэт).
• Графическое конструирование. Простейшие приемы редак­тирования графической информации. Соотношения компь­ютерного рисунка и программы (конструктор Раскрашка).
• Инструментарий графического редактирования. Хранение и обработка графической информации. Файловые системы и ка­талоги. Конкурс машинных рисунков (редактор Художник).
• Музыкальная информация и ее редактирование. Концерт в школьном кабинете информатики (музыкальный редактор Шарманщик).
• Исполнитель Кукарача и его среда. Управление Кукарачей в командном режиме.
• Понятие программы и процедуры. Создание программ. Технология проектирования «сверху-вниз», роль проце­дур, управление исполнителем в программном режиме (ис­полнители Кукарача и Корректор).
• Циклы в программах (исполнители Кукарача и Корректор).
• Ветвления в программах.
• Элементы программирования. Рекурсия. Отложенные рекур­сии (исполнители Кукарача, Корректор, Турнир знатоков).
• Работа над проектами из разных предметных областей. Насыщенный (даже для двухлетнего курса) объем методиче­ского и программного материала позволяет учителю строить разные модификации курса в зависимости от возраста учащих­ся, технических средств, возможностей расписания и т. п. По­этому в школах можно встретить реализации курса, в которых учитель отказывается от пропедевтического разговора о рекур­сии при обсуждении Ханойских башен, откладывая изучение этого важного понятия на последние темы курса (Кукарача), где включение рекурсии представляется учителю более конст­руктивным. Нередко учитель отказывается от подробного изу­чения темы музыкального редактирования, «обосновывая» это отсутствием музыкальных способностей...

Оставляя пока в стороне аргументированность таких «обо­снований», следует заметить, что такие модификации курса (допустимые и, вообще говоря, рекомендуемые) оказываются возможными благодаря модульной структуре программно-ме­тодической системы «Роботландия». Завершающей строкой учебного плана отмечена работа над индивидуальными и коллективными проектами. В действитель­ности, эта работа распределена во времени в течение второй половины курса. Идея творческих проектов — одна из наиболее плодотворных в курсе раннего обучения информатике.