Содержание к диссертации
Введение
.1 Теоретические основы подготовки учащихся в области информационных технологий 15
1.1 . Исторические аспекты становления информационно-технологической подготовки в школе 15
1.2. Социокультурные и психолого-педагогические условия' формирования информационной культуры в школе 34
1.3. Информационно-образовательная среда как фактор повышения готовности учащихся гимназии к деятельности в области информационных технологий 48
1.4. Моделирование процессов формирования готовности выпускников гимназии к деятельности в области информационных технологий 60
Выводы к первой главе 89
2.Формирование информационно-технологической компетентности учащихся гимназии 92
2.1. Модель деятельности как целезадачник информационно-технологической подготовки выпускников гимназии 92
2.2. Содержание уровневой информационно-технологической подготовки учащихся гимназии 106
2.3. Компетентностио-ориентированная технология формирования информационно-технологической компетентности учащихся гимназии 119
2.4. Опытно-экспериментальная апробация спроектированной технологии формирования информационно—технологической компетентности учащихся гимназии 137
Выводы ко второй главе 150
Заключение. Основные выводы и результаты исследования 152
Библиографический список 155
Приложения 172
- Исторические аспекты становления информационно-технологической подготовки в школе
- Модель деятельности как целезадачник информационно-технологической подготовки выпускников гимназии
- Содержание уровневой информационно-технологической подготовки учащихся гимназии
Введение к работе
Актуальность исследования обусловлена — социальным заказом общества на повышение информационной культуры учащихся и необходимостью решения задач информатизации образования, выдвинутых в Федеральной целевой программе «Развитие единой образовательной информационной среды на 2001-2005 годы» (ФЦП «РЕОИС» [9]);
— необходимостью определения роли и места информационно-технологической компетентности в формировании ключевых компетенций в системе предпрофильной подготовки учащихся;
— необходимостью разработки содержания и методики использования новых информационных технологий (НИТ) для формирования информационно-технологической компетентности учащихся.
В современном обществе интенсивно развивающиеся процессы информатизации ставят задачу информатизации образования. Ускоренные темпы, которыми продвигается этот процесс, выдвигают новые требования и к процессу информатизации образования, и к информационному образованию.
Информатизация — глобальный процесс, затрагивающий все стороны жизни общества, активно влияющий на темпы развития экономики, качество жизни, национальную безопасность, образование. Качество, содержание образования в значительной мере претерпевают изменения под влиянием бурного развития современных информационных технологий.
Под влиянием процесса информатизации в настоящее время складывается новая общественная структура — информационное общество, которое характеризуется высоким уровнем информационных технологий, и которые может освоить информационно образованный, с высоким уровнем информационной культуры человек.
Решение задач информационного образования связано с воспитанием информационной культуры (ИК) как базы всех методов и приемов поиска, обработки и использования информации. В связи с этим одной из главных целей школьного курса информатики и информационных дисциплин следует считать воспитание информационной культуры.
Компьютерная грамотность будущего специалиста, являясь одной из основных составляющих информационной компетенции, закладывается еще в школе. Научное исследование в области компьютерной подготовки школьников получили широкое развитие в трудах идеологов школьной информатики А.П. Ершова [49-56], Г.А. Звенигородского [52], Ю.А. Первина [52], Е.И. Машбица [101,102], В.М. Монахова [107-109], А.А. Кузнецова [107,109], Э.И. Кузнецова [58], Н.А. Юнерман [35] и многих других. Имеются исследования, раскрывающие отдельные аспекты проблемы компьютеризации образования. Основные разработки в этом направлении принадлежат Г.А. Бордовскому [22-24], В.А. Извозчикову [22,24], И.В. Роберт [122] и другим.
Информатизация образования — это процесс обеспечения сферы образования теорией и практикой разработки и использования современных информационных технологий, ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения и воспитания. Процесс информатизации образования привлекает сегодня внимание большого количества разных специалистов. Данным вопросом занимаются педагоги, психологи, медики, инженеры. Без всеобъемлющего подхода к этому явлению невозможно наметить дальнейшие пути развития в данном направлении.
Анализ работ отечественных и зарубежных авторов (В.И. Андреев, В.С.Безрукова, В.П.Беспалько, А.Борг, А.К. Колеченко, И.Марев, В.М.Монахов, И.В. Роберт, Н.Ф.Талызина, Ю.К.Чернова, Н. Frank и др.) свидетельствуют о том, что педагогика, в частности дидактика, в своем традиционном виде медленно трансформируется и заменяется современными технологиями обучения.
Работы этих и других авторов позволяют сделать вывод о том, что концептуальная разработанность теории применения новейших информационных технологий как фактора формирования информационной культуры недостаточна и есть объективная потребность реализации обучающего, развивающего и воспитывающего потенциала современных информационных и коммуникационных технологий в обучении. Ретроспективный анализ проблем информационно-технологического образования в средней школе позволил отметить ряд недостатков:
— отсутствие технологий выделения набора компетенций выпускника школы, необходимых для деятельности разного уровня в области информационных технологий (ИТ);
— несовершенство, несбалансированность и нестабильность учебных планов по информационно-техническим дисциплинам;
— неэффективность использования потенциала НИТ относительно повышения качества школьного образования.
Работа в направлении анализа информатизации и информационно-технологического образования важна и необходима.
Анализ всех факторов, влияющих на процесс информатизации образования, позволит прогнозировать и планировать развитие этого процесса.
Необходимость разработки психолого-педагогических основ проектирования содержания учебного процесса на основе информационных технологий в средней школе сопряжена с рядом противоречий:
— беспрецедентным развитием телекоммуникационных технологий в современном мире и несформированностью адекватной системы подготовки выпускников школы к информационно-технологической деятельности;
— возрастанием требований к качеству допрофессиональной подготовки выпускника школы и инертностью системы школьного образования;
— широкими возможностями современных компьютерных образовательных технологий и ограниченными ресурсами их применения в школе;
— появлением информационно-ёмких специальностей и отсутствием технологий предпрофильной подготовки в школе на эти специальности.
Анализ состояния процесса формирования содержания обучения в системе среднего школьного образования по информационным дисциплинам, выявленные противоречия и недостатки подтверждают актуальность исследования и формулируются в виде научной проблемы: как и при каких условиях можно спроектировать содержание подготовки по информационно—технологическим дисциплинам, которое удовлетворяло бы всем психолого-педагогическим нормам, обеспечивало формирование информационно-технологической компетентности учащихся и готовность выпускников гимназии функционировать в быстро меняющейся сфере применения телекоммуникационных технологий.
Стремление решить эту проблему побудило нас избрать темой исследования «Формирование информационно—технологической компетентности учащихся гимназии».
Цель исследования: повысить уровень информационно— технологической компетентности выпускников гуманитарной гимназии на основе внедрения информационно-образовательной среды, личностно-деятельностных и компетентностно-ориентированных технологий обучения, обеспечивающих формирование у обучаемых профессионально направленного мышления и базиса для дальнейшего профессионально ориентированного обучения в вузе.
Объект исследования: процесс допрофессиональной подготовки учащихся гимназии по информационно—технологическим дисциплинам.
Предмет исследования: процесс формирования информационно— 01 технологической компетентности учащихся.
Гипотеза исследования состоит в предположении, что уровень информационно-технологической компетентности учащихся гимназии значительно повысится, если:
— использовать профессиографическую модель с указанием диагностируемых требований к видам будущей профессиональной деятельности и условно разделить их на классы в зависимости от уровня применения ИТ;
организовать информационно-образовательную среду (ИОС) предметной области информатика для формирования информационно—технологической компетентности учащихся, ориентированных на разные уровни деятельности в области ИТ и указать критерии их сформированности;
— использовать коммуникативно-языковую компетентность учащихся % гимназии и знание английского языка для повышения инструментального общения в ИТ;
— обосновать методы формирования и диагностики ИТ компетенций, необходимых для разных видов деятельности в условиях информационно- образовательной среды.
Для достижения поставленной цели и проверки гипотезы были определены следующие задачи:
1. Проанализировать научно-педагогическую литературу в области информационно-технологической подготовки в средней школе и определить ме-тодологические подходы формирования ИТ компетентности учащихся гимназии для разного уровня применения ИТ.
2. Обосновать сущность организации информационно-образовательной среды как определяющего фактора, обеспечивающего системность подготовки и направленного на формирование и развитие информационно-технологической компетентности у выпускников гимназии.
3. Спроектировать содержание и технологию обучения спецкурса для формирования информационно-технологической компетентности и готовности к деятельности, ориентированной на разные уровни применения ИТ.
( 4. Провести опытно—экспериментальную проверку эффективности пред ложенной технологии формирования информационно-технологической компетентности учащихся гимназии.
Методы исследования основаны на теоретическом и практическом подходах: изучение философской и психолого—педагогической литературы, изучение массового и передового опыта, анализ и синтез теоретического обобщения результатов исследования, моделирование дидактической теории, сравнение и интерпретация новых фактов и конкретных проявлений объекта исследования, абстрагирование, анкетирование, тестирование, наблюдение, педагогический ч& эксперимент и статистические методы обработки данных.
Методологической основой исследования являются диалектика- ф материальная теория познания действительности; положения философии о не преходящей ценности познания; понятие сущности деятельности, участие в которой преобразует личность, развивает ее способности; теория системно- комплексного и личностно-деятельного подходов к изучению педагогических явлений; идеи о формировании личности, овладении компетенциями, связи теории с практикой; квалиметрия образования и человека. В своем исследовании мы опирались на идеи системного (В.Г. Афанасьев, А.И. Бочкарев, А.Г. Бусыгин, В.Г. Виненко, Н.В. Кузьмина, А.И. Субетто, В.Д. Шадриков, Г.П. Щед- ровицкий, У. Эшби и др.), технологического (B.C. Безрукова, В.П. Беспалько, М.В. Кларин, И.В. Роберт и др.), личностно-ориентированного и деятельност- ного подходов к организации процесса обучения, с опорой на принципы целостности, историзма, конкретности и непрерывности (В.И. Андреев, Ш.А. Амо- нашвили, А.А.Вербицкий, Л.С. Выгодский, И.А. Зимняя, С.Л. Рубинштейн, И.С. Якиманская и др.), концепцию моделирования и конструирования педагогического процесса (СИ. Архангельский, В.П. Бепалько, B.C. Безрукова, R.Ebel, J.D. Russel и др.), на теорию формирования содержания образования и процесса обучения (В.И. Андреев, Ю.К. Бабанский, С.Я. Батышев, В.И. Гене- цинский, М.И. Махмутов, Н.Ф.Талызина и др.), на теорию мотивации учения til (Б.Г.Ананьев, Л.С.Выгодский, П.Я.Гальперин, А.Н.Леонтьев, В.А.Ядов и др.), на методологию квалиметрии качества развития человека (Л.В. Макарова, М. Скаткин, А.И.Суббетто, Н.А.Селезнева, Ю.К.Чернова, В.В.Щипанов, V.Monfort и др.), теорию информации, идеи кибернетики (Н. Виннер, В.М. Глушков, В.А. Извозчиков, К. Шеннон, У. Эшби и др.), методологию и методику обучения информатике (О.А. Козлов, А.А. Кузнецов, Э.И Кузнецов, Н.В. Макарова, Ю.А. Первин, Н.Д.Угринович, Ю.А. Шафрин и др.), исследования по информатизации образования (Г.А. Бордовский, А.П. Ершов, С.А. Жданов, А.Е.Марон, В.М. Монахов, И.В. Роберт, А.Ю.Уваров, Н. Frank, R.Person и др.). « Опытной и экспериментальной базой исследования было выбрано Му ниципальное образовательное учреждение гимназия №9 г. Тольятти, Самарская обл. Результаты исследования внедрены: в МОУ гимназии №9, в МОУ школе №20, в «Центре предпрофильной подготовки» при филиале СПб ИВЭСЭП в г.Тольятти, в МОУДОД «Центр Информационных Технологий Образования», г.Тольятти, Самарская область.
Этапы исследования
Исследование велось на протяжении 7 лет, с 1998 по 2005 гг., в органически взаимосвязанных теоретическом и практическом аспектах, и осуществлялось в несколько этапов.
I этап (1998-2000 г.г.) — ориентировочно-поисковый
Изучалось состояние проблемы в теории и практике, проводилось изучение и анализ современных подходов педагогов-новаторов к формированию информационной культуры у учащихся, а также дидактические возможности компьютера, способствующие формированию и развитию информационно-технологической компетентности учащихся. Проводился анализ содержания курса информационно-технологических дисциплин в средней школе и различных методик их преподавания. Была сформирована гипотеза о влиянии информационно-образовательной среды обучения на формирование и развитие информационно-технологической готовности. Организована опытно-экспериментальная работа по проверке выдвинутой гипотезы.
II этап (2000-2002г.г.) — теоретическо-проектировочный Определялось содержание информационно-технологической готовности, выявились требования к организации информационно-образовательной среды, разрабатывалась технология формирования информационно-технологической готовности у учащихся, и проводились наблюдения формирования ИТ компетентности. Разрабатывались дидактические материалы, задания для практических и самостоятельных работ, темы проектов, формировалась информационно-образовательная база компьютерных программ как важных компонентов, способствующих формированию ИК и ИТ компетентности в условиях информационно-образовательной среды.
Ill этап (2002-2005г.г.) — экспериментально-обобщающий
Обобщались результаты опытно-экспериментальной работы по исследованию разработанной технологии формирования информационно-технологической компетентности у учащихся в условиях организованной информационно-образовательной среды. Проводился качественный, количественный анализ и теоретическое обобщение результатов, полученных в ходе опытно-экспериментальной работы. Сделано обобщение и статистическая обработка полученных данных. Сформулированы выводы.
Научная новизна исследования заключается в том, что:
— разработана теоретическая модель формирования информационно-технологической компетентности учащихся гимназии на основе реализации государственных образовательных стандартов и учебных планов нового поколения и синтетической интеграции учебных дисциплин, моделей обучения, дидактических принципов, технологий (организационной, информационной, коммуникативной, педагогической), сред (образовательной, воспитательной, развивающей и информационно-технологической);
— впервые введены в понятийный научно-педагогический аппарат дефиниции «информационно-базовые» и «информационно-емкие» специальности, рассматриваемые нами с точки зрения места, роли и значимости в них новых информационных технологий;
— дана авторская трактовка категории «информационно-технологическая деятельность», понимаемая нами как средство, и процесс, и результат педагогической технологии целенаправленного формирования у обучаемых ИТ компетенций, обеспечивающих становление ИТ готовности к деятельности разного уровня в области информационных технологий;
— определено содержание и структурные компоненты понятия «информационно-технологическая готовность», рассматриваемая нами как сложный феномен, состоящий из профессионально-содержательного, профессионально-деятельностного и профессионально-личностного компонентов, и трактуемая как совокупность качеств личности и профессионально значимых компетенций, которые позволяют обучаемому осуществлять его информационно-технологическую деятельность;
— выявлены педагогические, методологические и организационные условия взаимодействия учащихся с ИКТ в условиях информационно-образовательной среды для формирования качеств, необходимых для деятельности разного уровня в области ИТ;
— обоснована необходимость применения личностно-деятельных и ком-петентностно-ориентированных технологий обучения для повышения качества обученности по информатике и ИКТ для учащихся, ориентированных на ИЁС;
— определена система критериев диагностики уровня сформированности информационно-технологических компетенций, необходимых для деятельности разного уровня в области ИТ.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что в нем:
— обоснована концепция формирования у учащихся необходимых информационно—технологических компетенций для деятельности разного уровня в области ИТ и разработаны диагностичные признаки их формирования;
— структурированы понятия «информационно-базовые», «информационно-емкие» специальности и введены их дефиниции.
Исследование вносит вклад в развитие содержательных и технологических составляющих информационного образования учащихся в условиях ИОС, открывает перспективы дальнейшего совершенствования учебного процесса в гимназии в условиях применения личностно-деятельных и компетентностно-ориентированных технологий обучения, обеспечивающих формирование профессионально направленного мышления и базиса для профессионально ориентированного обучения.
Практическая значимость исследования связана с возможностью применения разработанной модели формирования компетенций для деятельности разного уровня в области ИТ в условиях ИОС для повышения качества ИТ образования различного уровня и направления. Разработанные конкретные рекомендации по реализации педагогических и организационных составляющих системы взаимодействия учащихся с информационными технологиями в условиях интегрированной ИОС могут быть использованы в процессе предпро-фильного обучения не только информатике и ИКТ, но и любой другой школьной дисциплине, а также в системе дополнительного образования.
Достоверность и обоснованность результатов обеспечивается методологической основательностью теоретических положений, последовательностью и логической непротиворечивостью исследования, применением статистических методов анализа и обработки экспериментальных данных, сопоставлением результатов исследования с массовым педагогическим опытом.
Основные положения и результаты исследования докладывались на конференциях: Межвузовская научно-методическая конференция "Новые тенденции развития профессионального и дополнительного образования" (г. Тольятти, 1998); Первая Всероссийская конференция Фонда "Развитие через образование" (г.Тольятти, 1998); VI Всероссийская научно-практическая конференция "Актуальные проблемы педагогики творческого саморазвития и педагогического мониторинга" (Казань, 1998); IIIX-XIV Международная конференция-выставка ИТО (Москва, 1998-2004), межвузовская научно-практическая конференция "Повышение качества подготовки специалистов в условиях рынка" (Тольятти, 2000); Российская научная конференция "Экология личности" (СПб, 2001); Четвертая Всероссийская конференция-семинар "Проектирование, обеспечение и контроль качества продукции и образовательных услуг" (Сызрань, 2001); Вторая региональная научно-практическая конференция по профессио-графическому проектированию образования и образовательных услуг "Управление качеством подготовки специалистов на основе профессиограмм" (Тольятти, 2003); Региональная научно—технической конференция "Синергетизм в управлении социальными и экономическими системами" (Тольятти, 2003); V Всероссийская научно-методическая конференция "Теория и методика непрерывного образования" (Тольятти, 2003); VI Всероссийская конференция-семинар "Проектирование, обеспечение и контроль качества продукции и образовательных услуг" (Сызрань, 2003); седьмая Всероссийская научно техническая конференция "Проектирование, контроль и управление качеством продукции и образовательных услуг" (Тольятти, 2004); Всероссийская научно-практическая конференция по профессиографическому проектированию образования и образовательных услуг "Управление качеством подготовки специалистов на основе профессиограмм"(Тольятти, 2004). На защиту выносятся:
1. Модель поэтапного формирования информационно—технологической компетентности учащихся гимназии, которая реализуется посредством:
— соблюдения принципов интегрированного построения содержания обучения информационным дисциплинам, ориентированного на формирование компонентов информационно-технологической компетентности учащихся;
— организации информационно-образовательной среды как сущностного фактора, обеспечивающего системность подготовки по ИТ дисциплинам;
— внедрения личностно—деятельных и компетентностно— ориентированных технологий обучения;
— использование коммуникативно-языковой компетентности учащихся гимназии и знание английского языка для работы в неадаптированных ИТ системах.
2. Классификация видов профессиональной деятельности на основе применения ИТ и методика выделения информационно-технологических компетенций для них. (Рассматриваются ИБС — информационно-базовые специальности, в которых ИТ являются средством повышения производительности труда и качества продукта деятельности и ИЁС — информационно-емкие специальности, которые обеспечивают функционирование и развитие самих НИТ, в которых информатика и информационно-коммуникационные технологии являются предметом и изучения, и деятельности).
Содержание и методика обучения информационно—технологическим дисциплинам по формированию ИТ компетенций, дифференцированных в зависимости от выбранных учащимися профессиональных предпочтений (Для ИБС — это базовый курс информатики + самооценка /измерение ИТ компетен ций по методу Блума/ + элементы проектной деятельности; для ИЁС — это базовый курс информатики + спецкурс "Brainware" + самооценка + проектная деятельность + оценка преподавателей кафедры УКСиС ТГУ)
4. Количественные критерии и методика педагогического мониторинга сформированности информационно—технологической компетентности учащихся на основе использования квалиметрии, таксонометрии целей Блума и оценки эффективности учебнго процесса.
Диссертация выполнена в объеме, соответствующем требованиям Высшего аттестационного кабинета. Структура диссертации обусловлена логикой и последовательностью задач исследования и состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка литературы из 203 наименований, 4-х приложений, 12 рисунков и 14 таблиц. Содержание диссертации отражено в 32 публикациях автора.
Список условных обозначений:
— ФЦП «РЕОИС» — Федеральная целевая программа «Развитие единой образовательной информационной среды на 2001-2005годы»;
— ИК — информационная культура;
— НИТ, ИТ — новые информационные технологии, информационные технологии (информационно-технологические);
— ИКТ — информационно-коммуникационные технологии;
— ИЁС — информационно-ёмкие специальности;
— ИБС — информационно-базовые специальности;
— ИОС — информационно-образовательная среда;
— СМИКК — системно-моделирующие и информационно— квалиметрические компетенции;
— ППС — программно-педагогическое средство;
— МОУ — муниципальное образовательное учреждение;
— КП — компьютерные программы.
Исторические аспекты становления информационно-технологической подготовки в школе
Информатика - молодая наука. Эта новая область — одно из величайших достижений 20-го века. Возникшая в середине века, она развивалась с необычайной скоростью и к концу века дала людям такие могучие средства обработки и передачи информации, которые позволяют с полным основанием говорить о новой научно-технической революции, в том числе и в сфере образования [18-21].
Термин "Informatique" был введен французами в конце 60-х годов и получил распространение в большинстве европейских стран. Однако еще раньше в англоязычных странах был введен эквивалентный по смыслу термин "Computer science" - "Компьютерная наука".
"Информатика (англ. informatics, нем. Informatik, фр. informatigue) — неологизм, с середины 1960-х годов употребляющийся в различных значениях для обозначения научных дисциплин разной степени абстракции; входит также в название учреждений, обществ, периодических изданий и т.д. В комбинации с обозначением других понятий информатика образует множество значений (научная, прикладная, медицинская). Поскольку...дискуссия относительно этого термина еще не закончилась, при его употреблении необходимо учитывать, о какой информатике идет речь"[106].
Информатика понимается как название фундаментальной науки, изучающей процессы передачи и обработки информации. Имеется в виду представление о единстве законов обработки информации в искусственных, биологических и общественных системах, а сама информация рассматривается как один из трех атрибутов материи, наряду с веществом и энергией. В то же время основу текущего "рабочего" понимания информатики составляют компьютеры и машинная обработка информации. Поэтому "Computer science" следует пони мать как науку о преобразовании информации, в самом своем существе базирующуюся на вычислительной технике.
В 1966 году Французская академия решила переводить с помощью слова информатика введенный в англоязычных странах термин computer science. При этом информатика была определена как "наука о содержательной обработке, особенно при помощи автоматических машин, информации для содействия человеческому познанию и коммуникации в технической, экономической и социальных областях".
В том же 1966 году А.И Михайлов, А.И. Черный и Р.С. Гиляревский ввели термин информатика для обозначения соответствующей научной дисциплины взамен термина научная информация [105]. На Международном конгрессе 1978 года в Японии информатика была определена как комплекс областей, связанных с разработкой, производством, использованием и материально— техническим обеспечением систем переработки информации, включая машины, оборудование, программы, а также организационные аспекты и влияние на промышленную, торговую, административную, социальную и политические сферы.
В англоязычных странах такого понимания информатики не существует, и там укоренился термин computer science ("компьютерная наука").
Прародительницей информатики является кибернетика, возникшая с началом разработки первых ЭВМ. Ее предмет - общие закономерности строения управляющих систем и течения процессов управления. Изучение таких закономерностей привело к изучению теории способов хранения, передачи и обработки информации в машинах и живых организмах - а это и есть предмет информатики.
Компьютер был впервые сделан более 50 лет назад. Тогда в стране его называли ЭВМ — электронная вычислительная машина. Первые компьютеры вполне отвечали своему названию (англ. compute—вычислять) и предназначались исключительно для сложных вычислений. Компьютеры пятидесятых годов выполняли тысячи операций в секунду, и на них решали важные государст венные задачи: обрабатывали результаты переписи населения, рассчитывали траектории первых спутников и ракет, разрабатывали новое оружие. ЭВМ были наперечет, им давали собственные имена, для доступа к ЭВМ требовалось разрешение, а для того, чтобы поработать на ЭВМ 30- 0 минут, приходилось ждать очереди несколько недель.
Информатика существенно опирается на достижения математики. Одним из наиболее фундаментальных понятий, объединяющих математику и информатику, является понятие алгоритма. Вместе с математической логикой теория алгоритмов образует теоретическую основу современной компьютерной науки.
Состав информатики - это три неразрывно и существенно связанные части: технические средства (hardware), программные средства (software) и алгоритмические разработки (brainware). Термин "brainware" был впервые предложен в 1985 г. академиком А.А. Дородницыным [74], который тем самым подчеркнул ведущую роль алгоритмической компоненты информатики. Поэтому следует иметь в виду различие между историей информатики как фундаментальной науки о преобразовании информации, информационных моделях и алгоритмах, и историей собственно компьютера.
Современная информатика, как и ее "старшая сестра" кибернетика, является результатом бурного развития науки и техники во второй половине 20-го века [18]. Но ее корни уходят далеко в историю. По существу, история информатики началась почти одновременно с историей математики и искусства вычислений, т.е. с древнего Египта (около 3000 лет до н.э.), Греции (800 лет до н.э.) и Римской Империи. Точнее, следует считать, что информатика началась тогда, когда впервые попытались механизировать так называемую умственную деятельность. Ни римский абак, ни русские счеты еще не знаменуют собой начала механизации умственной деятельности. Правда, каталанский философ и богослов Раймунд Луллий с идеей "Великого искусства" ("Ars Magna", 1274 г.) стремился получить универсальный логический метод (по существу, алгоритм) нахождения "всех истин на свете" и даже придумал некую "мыслительную машину" - "вертушку Луллия" для моделирования логических операций. Но воз можность механизации вычислений появилась лишь после того, как возникшие в Индии и пришедшие в Европу от арабов цифры и позиционная система счисления позволили заменить счетные косточки зубчиками шестеренок.
Основными идеями и принципами, на которых базируется гениальное изобретение уходящего столетия — компьютер и новая наука — информатика, были: цифровой принцип вычислений, двоичная система счисления и булева алгебра, идея программного управления и принцип хранимой программы, электронная элементная база, информационные модели и алгоритмы.
В истории информатики содержатся замечательные факты истинной человеческой культуры. Это — личные и творческие биографии выдающихся ученых, которые создавали и развивали кибернетику и информатику: Готфрид Лейбниц, Чарльз Бэббидж, Норберт Винер, Джон фон Нейман, Алексей Ляпунов и др. Уместно вспомнить, что основные труды В.М. Брадиса посвящены повышению вычислительной культуры учащихся. Этой же цели послужили и популярные таблицы Брадиса. Идея создания вычислительной машины пришла к одному из основоположников современной информатики Чарльзу Бэббиджу именно в связи с желанием автоматизировать вычисление и печать логарифмических таблиц [22].
Становление информатики не было делом рук одного — единственного человека. Но чаще всего основателем информатики называют универсальный гений Готфрида Вильгельма Лейбница (1646-1716), создавшего одну из первых вычислительных машин, а главное - первым понявшим значение и роль двоичной системы счисления. Основатель кибернетики Норберт Винер заявил: "Если бы мне пришлось выбирать в анналах истории наук святого - покровителя кибернетики, то я выбрал бы Лейбница" [161].
В 1672 г., посетив в Париже голландского математика и астронома Христиана Гюйгенса, который многочисленные вычисления производил вручную, Лейбниц написал: "... это недостойно таких замечательных людей, подобно рабам, терять время на вычислительную работу, которую можно было бы доверить кому угодно при использовании машин" [161]. Лейбниц думал и о маши нах, которые будут пригодны не только для работы с группами цифр, изображающими числа, но и с группами символов, изображающими формулы, тексты и т.д. Эти машины представлялись Лейбницу способными правильно выполнять действия логического характера. Лейбниц прямо указывал на связь своих идей с замыслом Луллия. Схоластические идеи Луллия приобрели в изложении Лейбница конкретную математическую интерпретацию. Он писал: "Свести понятия к символам, символы к числам, и, наконец, посредством цифр и символов подвергнуть понятия механическим вычислениям". И далее — "Тогда при возникновении спорных вопросов между двумя философами не будет больше надобности в научных дискуссиях, как нет ее для двух специалистов-вычислителей. Достаточно будет сесть за вычислительное устройство и сказать друг другу (желательно, дружеским тоном): "Давайте посчитаем" [161]. .
Математика и логика составляли лишь небольшую часть тех предметов, в которых Лейбниц достиг вершин познания и успеха. В 1670 г. Лейбниц сконструировал арифмометр, который мог производить все четыре арифметических действия. В 1712 г. Лейбниц встретился с царем Петром I, для которого попытался построить еще один экземпляр своей вычислительной машины. Лейбниц был незаурядным организатором, и, в частности, Петр I неоднократно советовался с ним по вопросам образования и науки, обсуждал с ним план создания Санкт-Петербургской академии наук.
Модель деятельности как целезадачник информационно-технологической подготовки выпускников гимназии
Выдвинув идею "обучать всех, всему, всесторонне", Я.А. Коменский по сути дела провозгласил три величайших принципа одновременно: демократизм образования, сочетание энциклопедизма и профессионализма, гармонизацию процесса обучения, воспитания и развития личности. Современная школа ставит перед собой задачу по реализации личностно-ориентированного обучения и воспитания в многопрофильной профессионально-ориентированной среде.
Основы личностно-ориентированной педагогики были заложены в работах Л.В. Занкова, в теории поэтапного формирования действий П.Я. Гальперина, Н.Ф. Талызиной, в теории развивающего обучения Д.Б. Эльконина и В.В.Давыдова, в гуманитарной педагогике Ш.А. Амонашвили и других педагогов-новаторов.
Сущность понятия "личностно-ориентированное образование" раскрыто в работах Н.А. Алексеева, И.А. Зимней, В.В. Серикова, В.Н. Шадрикова, И.С.Якиманской и других исследователей.
Суть личностно-ориентированного обучения состоит в создании таких условий обучения, при которых комфортно реализуются индивидуальные свойства личности в траектории обучения, траектории воспитания и в системе формирования профессиональной направленности. Проблема личностно-ориентированного обучения состоит в том, что при обычно принятой системе обучения в школе крайне трудно обеспечить комфортность для конкретных свойств личности, а отсюда снижение уровня мотивации и, как следствие, уровня конкурентноспособности личности.
За последнее пять-десять лет в школе многое изменилось. В образовании появилась возможность выбора: по каким программам учиться, какие учебники читать и в какую школу ходить. Сейчас в стране действует множество форм и программ школьного образования. Много примеров специализации школ по тем или иным направлениям: математическое, гуманитарное, экономическое и т.д. При всем их многообразии должен быть обеспечен единый стандарт, базовый объем знаний. С введением в практику ЕГЭ вопрос об образовательных стандартах снова встал актуальным.
Одной из ведущих тенденций развития образования в настоящее время является переход к системе непрерывного образования, одним из этапов которого является школьное образование. В этих условиях особенно актуализируется задача подготовки школьников к последующим этапам образования.
Осуществление непрерывного образования немыслимо без усиления роли принципа индивидуализации обучения, реализации индивидуальных "образовательных траекторий" для обучаемых, которые могут быть осуществлены в практике обучения только на основе информационных технологий. Но информационные технологии являются не только средством, но и предметом обучения.
Оптимизация допрофессиональной подготовки школьников должна исходить из построения моделей высших уровней профессиональной деятельности, которые следует использовать в качестве нормативных целей—эталонов для оценки качества образования.
Широкое развитие ИТ и их проникновение во все сферы жизни общества является глобальной тенденцией мирового развития последних десятилетий. Этот процесс требует не только подготовки достаточного количества квалифицированных специалистов, но и повышения общего уровня компьютерной грамотности квалифицированных ИТ-специалистов, повышения общего уровня компьютерной грамотности всех граждан. Помимо базовых знаний и постоянного овладения новыми, современный работник практически в любой области должен уметь продуктивно использовать информационные ресурсы, поэтому при разработке модели допрофессиональной информационной подготовки в школе мы выделили два подхода у субъектов в работе с информацией:
технологический, при котором информационные технологии считаются средством повышения производительности труда; системно-деятельностный, при котором процесс обработки информации рассматривается как ресурс управления, принятия решения и развития с помощью средств вычислительной техники; позволяет на основании выполненного анализа и проведенного синтеза оценивать результат и прогнозировать деятельность.
При такой целевой установке можно определить следующие задачи курса информатики:
— подготовка учащихся к жизни и профессиональной деятельности в высокоразвитой информационной среде;
— формирование готовности к принятию информационно обоснованных решений на основе ресурсов, предоставляемых этой средой.
Судить о формировании у школьника информационной культуры можно по наличию у него определенных компетенций и в отношении к продуктам информационной деятельности (как созданным им самим, так и другими людьми), к способам обмена этими продуктами, к способам их хранения, а также по отношению к техническим и программным средствам информационной деятельности.
Эти компетенции развиваются у учащегося постепенно, проходя следующие уровни:
— исполнительский;
— технологический;
— экспертный;
— аналитико-синтезирующий (информационная готовность)
На рис 1.5 представлена классификация информационно—
технологической подготовки учащихся по критерию применения ИТ в профессиональной деятельности:
— информационно-базовые специальности (ИБС);
— информационно-ёмкие специальности (ИЁС).
На основе этой классификации нами предлагается многоуровневая модель подготовки учащихся к применению ИТ в профессиональной деятельно сти, в которой, начиная с 10 класса, осуществляется дифференцированная подготовка на ИБС и ИЁС (рис. 1.6).
Надо понимать, что решение однотипных задач, легко разрешимых с помощью развитых информационных технологий, подобно выполнению однотипных операций рабочим. Рынок труда в сфере примитивной информационной деятельности постепенно заполняется, хотя потребность в работниках информационной сферы, с проникновением ИТ во все сферы жизнедеятельности общества, становится все выше, расширяется круг людей, владеющих технологией информационной работы и умеющих использовать закономерности информационных процессов.
Но перед курсом информатики, как отмечает А.Г. Гейн [34], стоят и другие задачи.
Одной из них является осознание учащимися единства информационных процессов, протекающих в самых разнообразных системах — живых, технических, социальных. Такое единство позволяет говорить о законах, которым подчиняются все процессы. А знание объективных законов позволяет избежать многих ошибок в деятельности человека, в данном случае в его информационной деятельности. И, наконец, информация-это основа для грамотной организации процессов управления. При переходе к новым экономическим отношениям понимание основ управления становится необходимым практически каждому взрослому жителю страны.
Степень соответствия реально сформированной системы профессионально важных качеств личности эталонным моделям может быть интерпритирова-на как мера психологической подготовленности или уровень профессионального мастерства в конкретной деятельности, а именно деятельности информационной.
При персонологическом принципе построения моделей профессиональное мастерство или профессионализм специалиста выступают как сформированная в процессе обучения и опыта целостная структура различных генотип ных свойств личности, "специфичность которой и определяет успешность человека в конкретном виде профессиональной деятельности" [98].
Т.о. мы говорим о необходимости психолого-педагогического сопровождения предпрофильной подготовки учащихся. Данная программа осуществляется совместно специалистами МОУ 1111МС (психолого-педагогических меди-ко-социальных)-центров, психологами школы и оказывает помощь в разработке заключительного анализа профориентации.
Содержание уровневой информационно-технологической подготовки учащихся гимназии
Содержание информационной подготовки формируется на основе построенной модели специалиста.
Всякая общеобразовательная школьная дисциплина отражает определенную предметную область (область действительности). Содержание обучения по информатике связано с двумя ее аспектами: фундаментальным и прагматичным.
Информатика в фундаментальном аспекте включает в себя следующие составляющие:
— теоретическую информатику: совокупность научных дисциплин, изучающих природу информации и информационных процессов, являющихся теоретической основой информационного моделирования;
— прикладную информатику: область разработки технических и программных средств информатизации, современных информационных технологий (ИКТ);
— социальную информатику: область разработки технических и программных средств информатизации, формирования феномена информационного общества.
Представляется, что содержание базового курса может сочетать в себе все три существующих сейчас основных направления в обучении информатике в школе и отражать важнейшие аспекты ее общеобразовательной значимости:
— мировоззренческий аспект, связанный с формированием представлений о системно-информационном подходе к анализу окружающего мира, о роли информации в управлении, общих закономерностях информационных процессов в системах различной природы;
— "пользовательский" аспект, связанный с формированием компьютерной грамотности, подготовкой школьников к практической деятельности в условиях широкого использования информационных технологий;
— алгоритмический (программистский) аспект, связанный в настоящее время уже в большей мере с развитием мышления школьников.
Под информатикой в прагматичном аспекте понимается область деятельности людей, связанная с применением ИКТ в сфере различных приложений: промышленное производство, экономика, образование, наука, бытовое обслуживание и т.д. и т.п. Учащиеся современной школы должны и успешно знакомятся с этим прагматическом аспектом информатики. Происходить это должно, в том числе, и через процесс информатизации школьного образования, в частности через внедрение ИКТ в преподавание других дисциплин. Наша задача определить содержание информатики и информационных дисциплин, которое бы определяло уровень необходимого и достаточного при подготовке учащихся, ориентированных на ИЕС. В этом случае предметом изучения информатики должны быть, прежде всего, фундаментальные основы информатики, т.е. элементы теоретической, прикладной и социальной информатики. Цель — формирование базовой грамотности и информационно-технологической компетентности и высокий уровень компетенций, необходимых в данной предметной области, являющейся основой для последующего формирования элементов профессиональной компетентности.
Рассматривая эволюцию компьютерных технологий и расширения сферы применения компьютера, которое шло за счет расширения и присоединения к нему "периферийных", "внешних" устройств ИКТ, надо заметить, что даже начальное освоение компьютера и работа с разными видами информации об окружающем мире может успешно идти, если компьютер сопровождает хорошее периферийное оснащение. Стремительно растет объем необходимого для изучения технологического минимума, который нужно освоить в рамках предлагаемого учебного плана и стандартной учебной нагрузки.
Структура курса информатики в конкретной школе определяется многими факторами: оснащенностью школы техникой, уровнем инженерной и преподавательской квалификации учителя.
Понятны трудности преподавания информатики в школах, где предметы политехнического цикла не являются приоритетными, как, например, в гуманитарной гимназии, где весь учебный процесс находится в зависимости от интересов иностранного языка. Как следствие такого положения дел и данность — невысокая математическая культура учащихся.
Ни для одного школьного предмета так остро не стоит проблема разного уровня подготовки учащихся, как для информатики к началу изучения курса «Информационные технологии».
Сегодня, особенно в классах гуманитарного профиля, в преподавании информатики делается крен на приобретение практических навыков работы на компьютере, что, конечно же, важно и само собой разумеется. Но, как у каждого школьного предмета, у информатики есть своя сверхзадача. В этой связи хочется сослаться на авторитет Ю.А. Шафрина: "Крайне огорчает вульгарное представление об ИТ как о беспорядочном наборе операций, в котором преобладает практика бездумного "кнопконажимательства". Между тем проблема чаще не в том, что пользователь не знает, какую кнопку нажать, а в том, что он не в состоянии сформулировать собственную задачу, не понимает ни смысла операции, ни ее связи с другими операциями [171]. Можно ли сформировать представление о компьютерах и компьютерных технологиях, не объяснив фундаментальные основы информатики? Нет. Человек, научившийся писать программы в рамках фундаментальной части информатики, быстро и осмысленно осваивает новое программное обеспечение, которое непрерывно устаревает и обновляется быстрее, чем мы его успеваем изучать в школе. "Чувство машины " приходит именно при изучении фундаментальных основ информатики. В борьбе против обучения программированию часто звучит аргумент, что школа не готовит программистов. И это правда. Как правда и то, что, решая задачи по математике, школа не готовит математиков, а написание школьного сочинения не есть подготовка будущего писателя. Хотя и математик и писатель когда-то учились в школе.
С другой стороны, в современном мире на передний план все больше и больше выходят компьютерные технологии работы с информацией. Умение работать на персональном компьютере и значение чисто прикладного аспекта изучения компьютерных технологий возрастает не по дням, а по часам. Чему отдать предпочтение?
Прикладное, да и базовое программное обеспечение обновляется быстрее, чем мы его успеваем освоить, поэтому результатом изучения информатики будет не система знаний, умений и навыков, а некоторые неполные знания об уже устаревших редакторах и базах данных. Задача информатики в обучении ч учащихся целенаправленной работе с информацией с позиций информационно го подхода. Информатика — межпредметная наука (рис.2.2). Спектр решаемых ею задач выходит за пределы изучаемых в школе наук. Выпускник должен иметь представление о самых разных областях человеческой деятельности.
Компьютер как предмет изучения, средство обучения и инструмент для решения задач из других областей человеческой деятельности — вот три составляющих содержания курса информатики (рис. 2.3).
Содержание компьютерной грамотности можно свести к знаниям и умениям по следующим основным разделам: алгоритмы и программирование; использование компьютера; принципы построения аппаратного и программного обеспечения; основные направления применения компьютеров в обществе; влияние компьютеров на личность и общество.
Известное определение компьютерной грамотности принадлежит Д. Уотту, который считает ее феноменом общей культуры, присущей гражданину информационного общества, и перечисляет четыре компонента, составляющие ее содержание: способность управлять компьютером и программой для достижения персональных целей; способность использовать готовые программы;
