Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ МЕТОДИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ УЧИТЕЛЯ ИНФОРМАТИКИ 18
1.1. Информатика как наука 18
1.2. Дидактические модели и их проектирование 26
1.2.1. Определение некоторых понятий общей теории систем 27
1.2.2. Типы систем педагогической деятельности 32
1.2.3. Понятие "методическая система обучения" 38
1.2.4. Определение понятия "проектирование методической системы обучения" 42
1.2.5. Реализация методической системы обучения 49
1.2.6. Функционирование методической системы обучения 53
1.3. Методика обучения конкретному учебному предмету 57
1.4. Концепция методической подготовки будущих учителей информатики в условиях многоуровневого образования 63
1.4.1. Понятия "обучение информатике" и
"методика обучения информатике" 69
1.5. Концепция школьной информатики 71
1.5.1. Обзор существующих концепций школьного
курса информатики 72
1.5.2. Цели школьной учебной дисциплины ОИиВТ 84
1.5.3. Обучение информатике младших школьников 90
1.5.4. Дифференциация обучения 96
1.6. Отбор содержания обучения как предмет педагогического исследования 103
1.7. Отбор методов, форм и средств обучения как предмет педагогического исследования 116
Выводы по главе 1 138
ГЛАВА 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ МЕТОДИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ УЧИТЕЛЯ ИНФОРМАТИКИ 142
2.1. Цели системы методической подготовки 142
2.1.1. Цели обучения бакалавра 145
2.1.2. Цели обучения магистра 148
ф 2.2. Содержание обучения в системе методической подготовки 151
2.2.1. Принципы и критерии отбора содержания обучения 153
2.2.2. Содержание общей методики обучения информатике 156
2.2.3. Содержание специальной методики обучения к информатике 158
2.2.4. Содержание частной методики обучения информатике 164
2.3. Методы обучения в системе методической подготовки (метаметоды обучения) 167
2.4. Формы обучения в системе методической подготовки (метаформы обучения) 175
2.5. Средства обучения в системе методической подготовки (метасредства обучения) 177
Выводы по главе 2 181
ГЛАВА 3. ОТБОР СОДЕРЖАНИЯ СПЕЦИАЛЬНОЙ МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В ШКОЛЕ 183
3.1. Содержание обучения алгоритмизации 186
3.2. Содержание обучения программированию 199
3.3. Содержание обучения решению
задач с помощью ЭВМ 206
3.4. Содержание обучения архитектуре ЭВМ 221
3.5. Содержание обучения новым информационным технологиям 229
3.6. Содержание обучения теоретической информатике .236
Выводы по главе 3 240
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СОДЕРЖАНИЯ ОБУЧЕНИЯ В СИСТЕМЕ МЕТОДИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ УЧИТЕЛЯ ИНФОРМАТИКИ 244
4.1. Организация педагогического эксперимента 244
4.2. Использование факторного анализа при
отборе содержания методической подготовки 249
4.3. Оптимизация учебной программы методической подготовки по содержанию методами
теории графов 254
4.4. Методика проведения и результаты формирующего этапа педагогического эксперимента 260
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 268
ЛИТЕРАТУРА 271
ПРИЛОЖЕНИЯ 296
- Типы систем педагогической деятельности
- Содержание общей методики обучения информатике
- Содержание обучения программированию
Введение к работе
Отсутствие на сегодняшний день общепризнанной программы по школьному курсу информатики и наличие взаимоисключающих подходов к изложению названного курса, оснащение школ разнотипными средствами вычислительной техники, различные взгляды на возрастной ценз учащихся, при обучении которых должен использоваться компьютер - все это приводит к возникновению комплекса проблем, связанных, во-первых, с концепцией формирования школьного курса информатики, а во-вторых, с построением системы методической подготовки учителя информатики. Однако, современная система методической подготовки учителя информатики испытывает большие трудности не только по изложенным причинам, но и оттого, что она находится в стадии становления в период преобразований, происходящих в системе образования России. Новые целевые установки в системе образования приоритетом делают человеческую личность, которая должна стать главной ценностью. Эти ориентиры проявляются в различных направлениях: в построении системы непрерывного образования, в появлении форм альтернативного образования, в разработке новых подходов при формировании содержания образования. В таких условиях вопрос методической подготовки учителя информатики встает особенно остро.
Анализ состояния методической подготовки учителя информатики в педагогических ВУЗах показал недостаточный уровень разработки данного вопроса. Существующие системы методической подготовки учителей информатики М.П.Лапчика, М.И.Рагулиной и Л.В.Смолиной, В.И.Пугача и Т.В.Добудько, Н.И.Пака, Т.А.Яковлевой и др. посвящены в основном анализу существующих концепций школьного курса ин-
форматики и не учитывают необходимости разработки педагогической технологии в условиях вариативности содержания обучения.
Таким образом, актуальность темы исследования "Теоретическая модель системы методической подготовки учителя информатики" очевидна.
Чтобы верно ориентировать учителя в определении путей решения профессиональных задач, необходимо выявить существующие противоречия между:
требованием, предъявляемым обществом к общеобразовательной подготовке выпускников школ и ее фактическим уровнем;
необходимостью повышения научности содержания школьных курсов и обеспечения его доступности;
возрастающим объемом знаний, накапливаемым наукой и существующими сроками обучения.
При отборе содержания курса методики обучения информатике можно исходить из следующего.
Во-первых, преподаватель в процессе изложения курса методики обучения информатике, обобщив существующие концепции школьного курса информатики, может сформулировать собственную концепцию, включающую определение целей и задач курса, описание содержания, а затем подробно остановиться на том, в каких формах и с помощью каких средств обучения эта концепция может быть реализована.
Во-вторых, преподаватель может выбрать, предварительно тщательно обосновав свой выбор, ту или иную существующую концепцию изложения школьного курса ОИиВТ, а затем воспользоваться соответствующим пособием для учителя.
В-третьих, в курсе методики обучения информатике можно попытаться достаточно полно описать достоинства и недостатки сущест-
вующих концепций информатизации школы, с тем чтобы впоследствии будущий учитель мог самостоятельно отыскать наилучшие пути разрешения тех проблем, что неизбежно встанут перед ним.
В исследовании используются первый и частично третий пути, что приводит к необходимости разработки своей концепции школьной информатики и концепции педагогической деятельности в современных условиях школьного образования.
В основу исследования положены следующие теоретико-методологические основания и источники: работы философов (П.С.Гуревич, Э.С.Маркарян), в которых раскрываются вопросы теории культуры и проблемы становления человека как субъекта собственной жизнедеятельности и профессиональной деятельности; работы педагогов (В.И.Гинецинский, В.Е. Радионов, А.П. Тряпицына, Е.И.Казакова, Е.С.Заир-Бек, В.П.Беспалько, В.В.Краевский, И.Я.Лернер, А.А.Вербицкий, Н.В.Кузьмина, и др.), обращенные к проблемам педагогической деятельности, структурирования системы педагогического знания, вопросам проектирования педагогического процесса; работы в области использования системного подхода в научных исследованиях (П.К.Анохин, В.П.Карташов, А.И.Уемов, В.П.Кузьмин, Дж. ван Гиг и др.); работы в области методики обучения математике (Н. Л. Стефано-ва, Е.И.Лященко, В.А.Оганесян, Г. Л. Луканкин, А. А. Столяр, A.M. Пыш-кало, А.Г.Мордкович, Г.Г.Хамов и др.), методики обучения физике (Г.А.Бордовский, В.А.Извозчиков, В.В.Лаптев, В.И.Земцова и др); работы в области методики обучения информатике (А.П.Ершов, Э.И.Кузнецов, А.А.Кузнецов, Н.В.Макарова, С.Г.Григорьев, И.А.Румянцев, М. В. Швецкий, В. И. Пугач, М.П.Лапчик, и др.).
Объект исследования.
Профессионально-методическая подготовка учителя информатики в педагогическом вузе. Предмет исследования.
Теоретическая модель системы методической подготовки будущих учителей информатики на этапе их обучения в педвузе. Цель исследования.
Научное обоснование построения теоретической модели системы методической подготовки учителя информатики и реализация этой модели в курсе "Методика обучения информатике".
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:
Изучить состояние проблемы методической подготовки учителя информатики.
Определить научные основы построения теоретической модели системы методической подготовки учителя информатики.
Разработать технологию методического проектирования.
Разработать концепцию школьного курса информатики, основанную на дифференцированном подходе к обучению.
Определить условия реализации модели методической системы обучения информатике в курсе методики обучения информатике.
Концепция исследования представляет собой научные основы решения проблемы профильной подготовки учителя информатики.
1. Существующие требования к подготовке специалистов в условиях современной парадигмы образования обуславливают подход к методической подготовке учителя информатики, в основу которого положено методическое проектирование как особый вид профессиональной деятельности, посредством которой возможно предопределить созда-
*
ние новых или преобразование имеющихся условий становления и развития учебного предмета.
2. Процесс организации деятельности, связанной с методическим
проектированием определяется методологией системного подхода,
позволяющего:
точно обозначить модель методической системы обучения инфор-матике и сфокусировать на ней познание;
определить не отдельные качества или свойства изучаемой модели, а ее качественную совокупность, ее сущность;
выделить модель из окружающей среды, из сложной сети других моделей и отношений, конкретизировать ее, с одной стороны, а с другой рассматривать вместе с элементами окружающей среды, с условиями их существования;
Д] - определить условия реализации и функционирования модели методической системы обучения информатике.
3. Психолого-педагогической основой профильной подготовки бу
дущего учителя информатики является представление об этом процес
се как научно управляемом, который:
- имеет целью формирование мировоззрения будущего специалиста,
обладающего знаниями в области преобразовательной деятельности;
^ - связан с реализацией общих принципов образования (демократизацией, гуманизацией, гуманитаризацией и т.д.);
организован с учетом современных условий работы школы (появление новых типов образовательных учреждений, создание целостной системы непрерывного образования, наличие альтернативных программ и учебников, введение дифференцированного подхода к обучению);
предусматривает подходы к построению обучения педагога в условиях многоуровневого образования.
- и -
4. Основным методом обучения на этапе методической подготовки учителя информатики может выступать система учебно-методических задач, построение которой опирается на выделении совокупности действий, адекватных методической деятельности, связанной с методическим проектированием.
Гипотеза исследования
методическая подготовка учителя информатики в педагогическом вузе может быть рассмотрена как целостность, которая обеспечивается решением комплекса задач, состоящих в создании условий для профессионального становления учителя информатики;
система методической подготовки будущего учителя информатики может быть построена, если определить элементы методической системы обучения методике обучения информатике и определить уровни профильной подготовки, отражающие содержание и сущность различных профессиональных специализаций учителя информатики;
содержание методической подготовки будущего учителя информатики будет отражать современный подход к профессиональному обучению, если определить теоретические основы проектирования методической системы обучения информатике.
Основные этапы и организация исследования. На первом этапе (1990-1992 гг.) проводился теоретический анализ психолого-педагогической и методической литературы с целью определения степени разработанности проблемы; изучение и обобщение состояния проблемы в педагогических вузах; наблюдения за процессом обучения информатике в школе и за процессом обучения методике обучения информатике в педагогическом вузе. В результате этого изучения выявлена актуальность исследования и сформулирована гипотеза о необходимости решения комплекса вопросов, связанных с формированием кон-
цепции школьного курса информатики и построением системы методической подготовки учителя информатики.
На втором этапе (1992-1995 гг.) определены теоретические основы проектирования модели системы методической подготовки будущих учителей информатики; разработана концепция школьного курса информатики; проведен отбор содержания обучения методике обучения информатике; разработана модель методической системы обучения информатике.
На третьем этапе (1995-1997 гг.) проведена экспериментальная проверка гипотезы исследования в курсе методики обучения информатике; определены перспективы развития методической подготовки учителя информатики.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоит в разработке комплексного подхода к проблеме методической подготовки учителя информатики в педагогическом ВУЗе, заключающегося в анализе тенденций развития информатики (как науки) и ее отражения на содержание школьного курса информатики; разработке концепции школьного курса информатики, опирающейся на дифференцированный подход к обучению информатике в старших классах; установлении взаимосвязей между системой фундаментальной подготовки учителя информатики и системой профильной подготовки; определении методики обучения информатике как науки о методических системах обучения; определении научного метода методики обучения информатике (методического эксперимента); разработке модели методической системы обучения информатике, отличающейся от существующих наличием элементов технологического характера; разработке технологии методического проектирования; определении перспективы дальнейших исс-
ледований проблемы методической подготовки учителя информатики в условиях многоуровневого образования.
Практическая значимость работы заключается в разработке:
Концепции школьного курса информатики, основанной на дифференцированном подходе обучения информатике в старших классах. Издано и используется учебное пособие "Концепция школьного курса информатики" в курсе лекций по методике обучения информатике для студентов математических факультетов педагогических ВУЗов. Проведен семинар с учителями школ г.Петрозаводска по содержанию учебного пособия и получено положительное заключение по его использованию.
Теоретических основ построения модели методической системы обучения информатике. Издано и используется учебное пособие "Методика обучения информатике (теоретические основы)" в курсе методики обучения информатике.
Концептульных линий обучения разделам школьного курса информатики. Издано и используется учебное пособие "Методика обучения информатике (специальная методика)" в курсе методики обучения информатике.
Системы лабораторных работ по курсу методики обучения информатике.
Программ курса методики обучения информатике и спецкурса по теме "Обучение алгоритмизации в школьном курса информатики".
Структура построения диссертации и логика ее изложения отражает последовательность решения основных задач исследования.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.
В первой главе приведены теоретические положения, используемые
при проектировании системы методической подготовки будущего учителя информатики. К ним относятся:
понятие информатики как науки;
понятие дидактические модели и их проектирование;
понятие методики обучения конкретному учебному предмету;
установление взаимосвязи между моделью методической системы обучения информатике и моделью учебного предмета.
принципы формирования концепции методической подготовки будущих учителей информатики в условиях многоуровневого образования;
обоснование метода обучения методике обучения информатике -методического эксперимента;
технология отбора содержания обучения информатике;
технология отбора методов, форм и средств обучения информатике;
концепция школьного курса информатики, опирающаяся на дифференцированный подход к обучению школьников.
Вторая глава посвящена проектированию и реализации методической системы обучения методике обучения информатике. Определены цели обучения в условиях двухуровневого образования, проведен отбор содержания обучения, выделены разделы курса "Методика обучения информатике" (общая методика, специальная методика и частная методика), исследуются методы, формы и средства, позволяющие реализовать отобранное содержание.
Третья глава посвящена вопросам обучения содержанию конкретных разделов школьного курса информатики и выделению концептуальных линий этих разделов. Решением таких вопросов занимается специальная методика обучения информатике. В содержании школьного курса
информатики выделены шесть разделов: алгоритмизация, программирование, новые информационные технологии, решение задач на ЭВМ, теоретические основы, архитектура ЭВМ.
В четвертой главе приведены результаты педагогического эксперимента, направленного на уточнение той части гипотезы исследования, которая отражает аспект отбора содержания методической подготовки учителя информатики.
Заключение содержит основные выводы о возможности реализации теоретических и практических положений, выдвинутых в проведенном исследовании, для построения курса "Методика обучения информатике" и методической подготовки будущих учителей информатики.
В приложениях приведены учебная программа курса методики обучения информатике, программа спецкурса по методике обучения алгоритмизации в школьном курсе информатики, планы-конспекты уроков, разработанных студентами (результат их практической деятельности на педагогической практике) и примеры лабораторных работ, выполняемых студентами на практических занятиях по методике обучения информатике.
На защиту выносятся следующие положения:
Методическая подготовка учителя информатики будет отражать современный подход в условиях реформы образования, если в ее основу будут положены деятельностные аспекты, связанные с методическим проектированием, которое рассматривается как деятельность по совершенствованию и реконструкции методических систем обучения.
Методология системного подхода в обучении, в основе которого лежит проектирование как основной метод преобразования систем, приводит к необходимости уточнения определения методики обучения
*
информатике (в школе, ВУЗе и т.п.) как раздела педагогической науки объектом которой является процесс обучения учебному предмету, предметом - проектирование, конструирование, реализация (внедрение в педагогическую практику), анализ (педагогический эксперимент) и развитие методических систем обучения информатике, методом является методический эксперимент над рассматриваемым учебньм предметом.
Методическая подготовка учителя информатики будет отражать целостность процесса обучения, если она представляет собой систему, условия существования которой определяются с учетом функционирования методической системы обучения на этапе фундаментальной подготовки учителя информатики.
В основу методической подготовки специалистов в условиях многоуровневого образования может быть положена концепция определения профессиональной деятельности, осуществляемой каждым из специалистов на этапах методического эксперимента:
проектирование и конструирование методической системы обучения информатике (магистр);
реализация методической системы обучения информатике, т.е. создание учебного предмета и его внедрение в педагогическую практику (школы, ВУЗа и т.п.) (магистр, бакалавр);
анализ результатов этапа реализации методической системы обучения информатике (бакалавр);
анализ методической системы обучения информатике, породившей данный учебный предмет (магистр, бакалавр);
развитие методической системы обучения информатике (магистр) .
Апробация исследования осуществлялась автором через публикации и выступления на научно-методических семинарах и конференциях по проблемам обучения информатике 11-ой Всероссийской конференции "Компьютеры в образовании" (Санкт-Петербург, 1994); международной конференции "Подготовка учителя информатики и математики для высшей и средней школы" (Москва, МПГУ, 1994); Научно-практической конференции (Екатеринбург, 1994); Научно-методической конференции (СПбГШ, 1994); Всероссийской научно-практической конференции по новым информационным технологиям в образовании (Воронеж, 1995); Герценовских чтениях (г. Санкт-Петербург, РГПУ, 1995г.); ХП-ой Республиканской научно-практической конференции (Магнитогорск, МПГУ, 1995); Материалах международного семинара проблем дидактики химии (Польша, Opole: Uniwersytet opolski instytut chemil, 1996); выступления перед учителями-методистами Фрунзенского района г.Санкт-Петербурга и учителями информатики г.Петрозаводска. Теоретические положения обсуждались на научно-методическом семинаре "Вопросы теории и практики обучения информатике" кафедры информатики и ВТ РГПУ им.А.И.Герцена.
Типы систем педагогической деятельности
Типы систем педагогической деятельности На первый взгляд кажущаяся почти очевидной мысль о том, что люди, совместно вовлеченные в тот вид деятельности, который называется обучением, образуют систему, в действительности сразу открывает возможность применить к исследованию структур обучения методы общей теории систем.
Принимая во внимание разработки методологов и системологов, а также и специфику самой педагогической деятельности, мы рассматриваем системный подход в педагогической области как средство для определения границ системы, описания элементов и их взаимодействия, определения законов функционирования и развития педагогической системы, моделирования педагогических процессов, прогнозирования результатов обучения и воспитания, прогнозирования развития педагогической системы в будущем, определения и проведения стратегии и тактики управления, определения системообразующего или системообразующих факторов и т.д.
По мнению В.В.Краевского [1994,с.147] педагогика со всеми ее отраслями и проблемами - это наука, изучающая социально детерминированную, целенаправленную деятельность по подготовке человеческих существ к участию в жизни.
В.И.Гинецинский [1992,с.12], выделяя пять основных понятий педагогики: воспитание, обучение, образование, развитие и просвещение, ставит им в соответствие пять разделов педагогического знания: общая педагогика, дидактика, теория образования, теория воспитания, история педагогики.
Таким образом мы приходим к необходимости уточнения некоторых понятий и установления взаимосвязи между ними:
1. Понятие "гуманитарная система".
Термин "гуманитарные системы" был введен выдающимся математиком Л.Заде для обозначения систем, на поведение которых сильное влияние оказывают суждения, восприятия и эмоции человека.
Э. И.Гусинский [1994] определяет гуманитарные системы как системы, которые созидаются в процессе деятельности человека с его особенным способом моделирования мира в единстве сознательных и бессознательных механизмов и выражения результатов этого моделирования посредством языка, в котором также неразделимы логическое и образное. Понятие "гуманитарные системы" охватывает широкий
- 34 спектр объектов, одним из предельных случаев которого выступает личность, а другим, самым широким - культура в целом. Гуманитарная система созидается посредством творческих усилий отдельных личностей, становление и развитие подсистем личности (ее образование, интеллект, культура) и подсистем культуры (науки, искусства и др.) происходят в едином процессе.
2. Четкое толкование педагогической системы и столь же четкое представление о ее структуре и функциях окончательно не сформулированы в учебной и научной литературе. Лишь обобщая и систематизируя разрозненные подходы к этой проблеме, удается синтезировать педагогическую систему как вполне определенную целостность и понять ее смысл как предмета педагогической науки и объекта педагогической практики.
Приведем обзор определений понятия "педагогическая система".
Я. В. Кузьмина [1980,с.21], разрабатывая абстрактную теоретическую модель педагогических систем, особо акцентирует внимание на ее функциональной стороне. В связи с этим она говорит о пяти основных функциях современного учителя: гностической, коммуникативной, проектирующей, конструктивной и организаторской, выделяя следующие элементы абстрактной структуры педагогической системы: цели, педагоги, учащиеся, средства педагогической коммуникации, учебная информация.
Кроме указанных пяти некоторые авторы рассматривают и другие функции: научно-исследовательскую (А.Щербаков), эвристическую (В.Сластенин), профессионально-формирующую (М.Михайлов).
По определению В.И.Гинецинского педагогическая система - это модель воспитания в его собственно педагогическом смысле. Модель включает в себя следующие компоненты педагогического воздействия: цель, субъект, объект, содержание, средства и результаты.
Под педагогической системой В.П.Беспалько [1989,с.6] понимает определенную совокупность взаимосвязанных средств, методов и процессов, необходимых для создания организованного, целенаправленного и преднамеренного педагогического влияния на формирование личности с заданными качествами. Следовательно, ценностными ори-ентациями конкретного общества задаются цели формирования личности, а значит, и та или иная педагогическая система: меняются цели - должна меняться и система. В.П.Беспалько определяет содержание педагогической системы следующим образом:
1) учащийся;
2) цели воспитания (общие и частные);
3) содержание воспитания;
4) процессы воспитания (собственно воспитания и обучения);
5) учителя (технические средства обучения);
6) организационные формы воспитательной работы.
Очень важно, что здесь четко просматриваются два исходных понятия всякой научной теории: задачи и технология их решения. Дидактические задачи структурируют 1, 2 и 3 элементы педагогической системы, а собственно технологию обучения и воспитания структурируют 4, 5 и 6 элементы педагогической системы.
В структуре дидактической задачи, как и задачи в любой сфере человеческой деятельности, отображается цель, достижение которой обусловлено ситуацией (условиями) и располагаемой информацией (содержанием) для деятельности. Для дидактической задачи цель -необходимость формирования определенных качеств личности, ситуация (условия) - это исходные личностные качества учащихся, а информация - содержание учебного предмета или воспитательного влия - 36 ния. К сожалению, до сих пор дидактические задачи формулируются далеко не полно - только содержание обучения представлено с различной степенью подробности в учебных программах. До тех пор, пока все дидактические задачи не будут в явной форме и полностью сформулированы (и исходные требования к подготовке учащихся, цели и содержание обучения), не удастся организовать осознанный и осмысленный процесс их разрешения.
Каждая дидактическая задача разрешима с помощью адекватной технологии обучения, целостность которой обеспечивается взаимосвязанной разработкой и использованием трех ее компонентов: организационной формы, дидактического процесса и квалификации учителя (или качества ТСО в его функции).
В описании состава и структуры перечисленных выше шести элементах педагогической системы содержится полная информация о любых системах образования, достаточная, чтобы не только обсуждать и анализировать сущность системы, но и сравнивать системы между собой, а также их проектировать, прогнозировать их развитие и экспериментально исследовать.
Содержание общей методики обучения информатике
Курс "Методика обучения информатике" может успешно решать свои задачи в области частных методик только на основе двуединства фундаментальной подготовки студента в области информатики и уже сформированных (или хотя бы начинающих формироваться) его методических взглядов.
Теоретические основы проектирования системы методической под готовки, изложенные в главе 1, позволяют отобрать содержание об щей методики обучения информатике. Общая методика обучения информатике.
1. Информатика как наука. Концепции школьной информатики. Аналитический обзор существующих концепций школьной информатики.
2. Понятие о вычислительном эксперименте.
3. Дидактические модели и их проектирование. Элементы общей теории систем.
4. Типы систем педагогической деятельности. Понятие "методическая система обучения".
5. Понятие о построении методических систем обучения.
6. Реализация методической системы обучения.
7. Функционирование методической системы обучения.
8. Иерархия целей при проектировании методических систем обучения.
9. Внутренние цели обучения информатике в средней школе. Понятия "компьютерная грамотность" и "информационная культура".
10. Технология отбора содержания обучения.
11. Технология отбора методов, форм и средств обучения.
12. Анализ школьных учебных пособий по ОИиВТ.
13. Концепция дифференцированного подхода к обучению в школьном курсе информатики.
14. Цели школьного курса информатики» основанного на дифференцированном подходе к обучению.
15. Отбор содержания школьного курса информатики.
16. Методы обучения информатике в средней школе:
- метод демонстрационных примеров;
- программирование как метод обучения информатике;
- задача как метод обучения.
17. Организационные формы обучения информатике в средней школе.
18. Средства обучения информатике в средней школе: 1) компьютер, 2) программное обеспечение, 3) задача по информатике как средство обучения.
19. Задача по информатике как цель обучения информатике.
20. Перспективы развития школьного курса информатики. - 158 2.2.3. Содержание специальной методики обучения информатике Основная цель изучения специальной методики - это построение учебного предмета, который представляет собой по мнению многих дидактов не что иное как содержание обучения конкретному учебному предмету.
К любому учебному предмету предъявляются следующие требования: - в учебном предмете должны быть достаточно полно представлены основы современной науки, причем в доступной для учащихся форме;
- между различными разделами науки, представленными в учебном предмете, должна существовать определенная взаимосвязь, обеспечивающая их систематическое изучение.
Будем понимать под содержанием учебного предмета информатики в школе содержание основных разделов науки информатики, присутству ющих в школьном курсе и рассмотрение концептуальных линий обучения этим разделам. Отметим, что содержание каждого раздела возможно представлять в виде методической системы обучения.
Остановимся подробнее на содержании школьного курса информатики. Алгоритмический подход к решению задач с последующим решением задачи на компьютере требует повышения уровня строгости рассужде ний и точности обоснований и в конечном счете повышения научного уровня процесса обучения. Важно отметить, что при изучении информатики и работе на компьютере эти требования возникают не извне, со стороны учителя, а из взаимодействия ученика с задачей. Еще более существенно то, что составленная учеником программа может быть испытана "железной" логикой машины, воспринимающей и исполняющей программу буквально так, как она написана, а не так, как, может быть, имел в виду ученик - ее автор. Сопоставление задуманного с его буквальной реализацией - сильное дидактическое средство, образовательный эффект которого трудно переоценить.
Алгоритмизация и навыки программирования, формируемые у учащихся в курсе информатики, создают базу для широких математических обобщений, способствуют развитию математических способностей, творчества, активизируют умственную деятельность школьников.
Поэтому курс ОйиВТ, несмотря на то, что сейчас в школе делается упор на изучение пользовательского аспекта информатики, должен предусматривать систематическое раскрытие взаимосвязи теоретических и прикладных аспектов информатики при изучении вопросов курса, роли и значения алгоритмизации, программирования, новых информационных технологий и ЭВМ в современном обществе.
Поскольку содержание школьного курса информатики базируется на трех фундаментальных понятиях: информация-алгоритм-ЭВМ, объединенных особенностями современной технологии автоматической обработки информации, эта система понятий задает обязательный для усвоения учащимися уровень теоретических и практических знаний по информатике.
В связи с этим, в школьном курсе информатики должны быть выделены три комплекса вопросов, составляющих содержание компьютерной грамотности и информационной культуры школьников:
- понятие об алгоритме, его свойствах, средствах и методах описания алгоритмов, программе как форме представления алгоритма для ЭВМ; основы программирования на одном из языков программирования; практические навыки обращения с ЭВМ;
- понятие об архитектуре ЭВМ, основные элементы и принцип действия ЭВМ;
- понятие о новых информационных технологиях, применение и роль ЭВМ в современном обществе.
Решение первой группы вопросов по существу определяет алгоритмическую культуру школьников, знание основных элементов одного из языков программирования и овладения элементарной технологией программирования на этом языке, навыки работы на компьютере.
Овладение основными элементами алгоритмической культуры - пропедевтика изучения прогромжровани. Заметим, что программирование концентрирует в себе все, что связано с алгоритмической культурой и является наиболее ярким образцом практической деятельности людей, в которой алгоритмизация является самой ее сутью. В свою очередь, умение программировать - это важнейший практический результат формирования компьютерной грамотности.
Содержание обучения программированию
программированию Несмотря на то, что программирование в школьном курсе информатики занимает подчиненное место, являясь лишь средством овладения алгоритмическим стилем мышления, важными вопросами остаются выбор языка программирования и разработка методики его обучения.
Выбор языка начального обучения вызывает достаточно острые дискуссии. При последующем анализе этого вопроса будем использовать шкалу оценки опыта программиста по Б.Шнейдерману [1984, с. 50]: начинающий (не имеющий никакого опыта программирования), новичок (опыт программирования - менее 1 года), со средним опытом (от 1 до 3-х лет опыта программирования), эксперт (более чем трехлетний опыт программирования).
Определим термин программирование. Под программированием, в узком смысле, будем понимать процесс "перевода" обработки данных (алгоритма) на язык, понимаемый вычислительной системой (вычислительная система - ЭВМ). В широком смысле, программирование - это все, что связано с созданием и эксплуатацией программного и математического обеспечения вычислительных систем (как замечание к сказанному, приведем мнение профессора МГУ Л.Н.Королева: математическое обеспечение - это алгоритм, программное обеспечение -это программа. )
Классификация языков программирования или классификация парадигм программирования позволяет выбрать язык программирования для обучения в зависимости от целей обучения.
Существует две основных классификации:
- по семантике вычислительного процесса;
- по уровню языка программирования.
По первой классификации языки могут быть: императивными, функциональными, продукционными, резолюционными, объектно-ориентированными.
По второй классификации языки программирования различаются уровнями. Уровень языка программирования определяется семантической емкостью его конструкций и "близостью" их программисту-человеку. По этой классификации языки программирования бывают:
1) сверхнизкого уровня (машинный язык);
2) низкого уровня (язык ассемблера, Макроассемблер);
3) промежуточного уровня (С, Forth);
4) высокого уровня (BASIC, LOGO);
5) сверхвысокого уровня (APL).
Существуют различные способы выбора учебного языка. Одним из них является тщательный анализ особенностей учебного языка программирования. Г.А.Звенигородский рассмотрел программирование как вид деятельности и распространил известные две формы программирования ("для себя" - интровертивное, "по заказу" - экстравертив - 201 ное) на учебное программирование, выделив шесть форм программирования [Звенигородский,1986, а, с. 16-23].
Приведем сформулированные Г.А.Звенигородским [1986,а,с.16-23] требования к языкам учебной ориентации: 1) функциональные требования - функциональная полнота, функциональная непосредственность, гибкость и универсальность, методическая обусловленность, наличие моделей предметных сред; 2) технологические требования -контролируемость, документированность, модульность, читаемость, модифицируемость; 3) психологические требования - концептуальное единство, синтаксическое единообразие, ортогональность построения языка, "расслоенность" структуры языка, преемственность по отношению к наиболее распространенным языкам программирования, естественность, минимальность понятий и конструкций, компактность языковых форм, мощность и структурированность конструкций, полнота описания, полнота диагностики, концептуальная полнота, синтаксическая выразительность; 4) реализационные требования - реализуемость, эффективность, канонизированность.
Г.А.Звенигородский [1986,б, с.24-38] подверг подробному разбору наиболее известные языки, используемые в разных странах в учебном процессе и пришел к выводу, что "... ни один из рассмотренных языков программирования не удовлетворяет в полной мере требованиям всех форм программирования, используемых в школьном учебном процессе. Требованиям к учебному общекультурному языку лучше всего удовлетворяет ЛОГО, к учебно-универсальному - КОМАЛ и LSE, учебно-интровертивному - SmallTalk, а экстравертивному - Ал-гол-68". Г.А.Звенигородский [1986,а] привел таблицу, показывающую сравнительную характеристику учебно-ориентированных языков программирования, в которой характеристики языков программирования BASIC, Pascal. LOGO и SmallTalk оценивались по десятибалльной условной шкале. Для реализации учебного языка можно выбрать один из трех сло жившихся к настоящему времени подходов, два из которых описаны в статье [Брусиловский,1990] (термины "учебный язык" и "мини-язык" А будем считать синонимами). В соответствии с первым подходом, мини-язык встраивается в один из "больших" языков программирования. В соответствии со вторым подходом, на основе базового языка строится самостоятельный мини-язык для целей обучения. Полученные с помощью этих подходов языки будем условно называть соответственно подъязыками и проязы-ками. Первым разработанным подъязыком явились средства "черепашьей графики" LOGO. Наиболее перспективным способом создания подъ-,.jy языков является технология, при которой для "большого" языка раз-рабатывается "конструктор исполнителей". С его помощью можно легко реализовать исполнителей любого рода и использовать их как для целей обучения программированию, так и для другой работы. Такая технология была впервые предложена в языке Робик [Звенигородский, 1982].
