Информатика и информационные технологии

ВВЕДЕНИЕ

  1. Цели и задачи курса

    В соответствии с проектом Федерального государственного образовательного стандарта [1], "основная цель школьного курса информатики - обеспечить овладение учащимися основами знаний о процессах преобразования, передачи и использования информации и на этой основе раскрыть учащимся роль понятий информации, информационных процессов в формировании современной научной картины мира, значение информационной технологии и вычислительной техники в развитии современного общества, привить им навыки сознательного и рационального использования ЭВМ..." При этом должны решаться три основные задачи:

    • теоретическая - формирование представлений об информации, единстве информационных процессов в самоуправляющихся системах различной природы (живых организмах, автоматических устройствах, обществе);
    • развивающая - формирование и развитие операционного ("алгоритмического") типа мышления. Основные его компоненты: структурный анализ задачи, разбиение задачи на подзадачи, сведение новой задачи к нескольким уже решенным, планирование реакции на возможные ситуации, формализация записи решения - полезны практически во всех сферах человеческой деятельности.
    • утилитарная - подготовка школьников к практической деятельности в компьютеризованном мире; выработка навыков, необходимых для использования персональных компьютеров (далее - ПК) в учебной, а затем - профессиональной деятельности.

  2. Содержание курса

    В результате анализа проектов Федерального государственного образовательного стандарта [1-3], проекта Московского образовательного стандарта и программ вступительных экзаменов высших учебных заведений [4, 5] в курсе ИиИТ было условно выделено три направления:

    1. Теоретические основы информатики.;
      1. формальное исчисление:
        • понятия "знак", "буква", "алфавит", "информация";
        • высказывания, истина и ложь;
        • логические операции, связки (И, ИЛИ, НЕ), кванторы;
        • соотношение естественного языка и формального исчисления.
      2. информационные процессы:
        • самоуправляющиеся системы, их структура, назначение основных элементов; обратная связь; общность строения и функционирования самоуправляющихся систем различной природы;
        • сигнал как носитель информации, процесс передачи информации, канал связи и его структура;
        • способы представления информации, двоичное кодирование, его особенности и преимущества;
        • измерение количества информации, единицы количества информации (бит, байт, Кбайт, Мбайт, Гбайт).
      3. системы счисления:
        принципы позиционных систем записи чисел; двоичная, восьмеричная, шестнадцатеричная системы счисления.
    2. Компьютер.
      1. основы устройства и функционирования ЭВМ:
        • основные принципы архитектуры современных компьютеров (фон-неймановская архитектура);
        • устройства ЭВМ (процессор, память, устройства ввода/вывода) и общие принципы их функционирования;
        • основные характеристики современных компьютеров и их узлов;
        • этапы развития вычислительной техники.
      2. работа с компьютером:
        • правила техники безопасности при работе с ПК;
        • навыки работы с клавиатурой;
        • основные виды программного обеспечения (ПО): базовое, инструментальное, прикладное;
        • операционная система, ее назначение и состав;
        • файловая система (файл, имя файла, каталог, подкаталог, текущий и рабочий каталог, текущий и рабочий накопитель, полное имя файла), основные команды операционной системы для работы с файлами;
        • текстовый редактор, назначение и преимущества; подготовка и редактирование текстов (включая блочные операции), запись, чтение, вывод на печать; понятие об издательских системах;
        • машинная графика, виды графики (векторная (объектная) и растровая), их отличия, работа с графическим редактором;
        • назначение систем управления базами данных, понятия "предметная область", "модель предметной области", "концептуальная схема базы данных", три основных модели данных (иерархическая, сетевая, реляционная), работа с простейшей реляционной СУБД (редактирование, поиск, сортировка, печать отчета);
        • назначение и основные возможности электронных таблиц (редактирование бланков, изменение данных, автоматическое выполнение расчетов, в том числе, с использованием функций [и условных выражений] и т. д.);
        • назначение, преимущества и общие принципы организации компьютерных сетей, локальные и глобальные компьютерные сети, аппаратное обеспечение, линии связи, модем (принцип работы, скорость передачи данных, протоколы сжатия данных и коррекции ошибок), телекоммуникационные сети в России и мире, e-mail, телеконференции.
    3. Решение задач с использованием компьютера.
      1. технология решения задач с использованием ЭВМ:
        • технологическая цепочка "постановка задачи - построение информационной модели - построение алгоритма - компьютерная реализация - получение результата и его анализ"; назначение, содержание и взаимосвязь ее основных звеньев;
        • подбор программно-аппаратных средств для решения поставленной задачи.
      2. моделирование:
        • моделирование как метод познания, основные типы моделирования (математическое, физическое и т. д.);
        • информационное моделирование; основные виды моделей (классификационные, динамические, формально-языковые), сферы их применения.
      3. основы алгоритмизации и программирования:
        • исполнитель и его свойства (система команд, среда, элементарные действия), понятие формального исполнения команд;
        • алгоритм как организованная последовательность действий, доступных для некоторого исполнителя, свойства алгоритма (дискретность, детерминированность, результативность, массовость);
        • способы записи алгоритмов;
        • основные алгоритмические конструкции (полное и неполное ветвление; циклы с параметром, с пост- и предусловием; вспомогательные алгоритмы), их назначение, исполнение, запись и использование в программах;
        • переменные и константы, типы величин, допустимые значения, допустимые действия;
        • операция присваивания, порядок ее исполнения, изменения в памяти компьютера при присваивании;
        • массив как совокупность однотипных данных, размерность массива, описание массива в языке программирования, простейшие алгоритмы обработки таблиц;
        • функции обработки символьных переменных;
        • операторы графики, построение изображений;
        • приемы отладки и тестирования программ;
        • организация пользовательского интерфейса в программах.

  3. Структура и особенности курса

    С учетом существующей структуры школьного образования программа делится на две ступени. Первая, базовая (VII-IX классы), обеспечивает, с одной стороны, получение учащимися представления о возможностях компьютера и навыков его практического применения при работе с текстами и изображениями и обработке больших массивов данных (линия II.b). С другой стороны, на этой ступени формируются начальные представления об информации, ее кодировании, хранении, обработке и передаче (линия I); об основах устройства компьютера (линия II.a); Школьник приобретают также и навыки составления простейших алгоритмов (линия III.c).

    Следует заметить, что на этой ступени предполагается, в первую очередь, неформальное ознакомление учащихся с различными аспектами информатики: учащийся должен узнать, когда и зачем может понадобиться, например, текстовый процессор, а не заучивать набор команд конкретной программы; научиться формализовать инструкции для исполнителя, а не "выучить" язык программирования; понять, что компьютер обрабатывает любую информацию, закодированную в виде нулей и единиц, но не запоминать те или иные форматы представления данных.

    Более глубокое (и более строгое) рассмотрение отдельных разделов курса - задача второй ступени (X-XI классы). При этом, в зависимости от интересов, уровня подготовки и профессиональной направленности учащихся выбирается направление специализации (например, программирование, системы управления базами данных, издательские системы, телекоммуникации и т. п.) .

    Для полноценного использования компьютера безусловно необходимым является навык работы с клавиатурой (для "квалифицированного пользователя" - набор текста "вслепую" со скоростью 150-180 знаков в минуту). По данным как зарубежных, так и отечественных исследователей [7], для достижения такого результата необходимо 12-14 занятий (по 1 часу не реже раза в неделю). Поскольку выделение такого числа занятий в настоящее время невозможно, принято компромиссное решение - сделать занятия с клавиатурным тренажером составным элементом практических занятий в VII-VIII классах (10-14 минут, перед выполнением основной практической работы), не выделяя их, таким образом, в отдельную тему. В X-XI классах (при гуманитарной направленности) работа с клавиатурным тренажером также является элементом практических занятий.

    Программа рассчитана на регулярное использование вычислительной техники. Предусматривается, что практические занятия составляют приблизительно 1/2 общего числа уроков (в 11 классе технической направленности - около  70%).

    Изучение прикладного программного обеспечения ведется на базе интегрированного пакета ClarisWorks 2.1, содержащего все необходимые виды прикладных программ (включая объектный и растровый графические редакторы), не предъявляющего высоких требований к аппаратуре (как по быстродействию, так и по объему памяти), простого в изучении и работе. Единственное исключение - тема "Телекоммуникации", при изучении которой используется пакет FirstClass, использующий стандартный интерфейс Macintosh и раак через модем, так и в локальной сети AppleTalk. В результате каждый учащийся получает возможность поработать (на уроках!) с реальной программой BBS. При ознакомлении с World Wide Web и языком гипертекстовой разметки текста HTML используется программа Netscape Navigator.

    В качестве языка начального обучения программированию выбран язык Лого (локализованная версия среды MicroWorlds - ЛогоМиры). Он полностью удовлетворяет требованиям к начальному языку [6] и имеет следующие преимущества:

    • русская лексика и предельно простой синтаксис, приближенный к синтаксису естественного языка. Это позволяет сосредоточится на основных вопросах - механизме работы и использовании алгоритмических конструкций, не отвлекаясь на заучивание иностранных слов. Кроме того, возникает возможность использования большого числа команд без существенного усложнения курса.
    • отражение современных концепций программирования. Во-первых, программа в языке Лого имеет четко выраженную структуру (процедуры, условные операторы и операторы повторения (цикла), списки операторов (эквивалент составного оператора в паскалеподобных языках)). Во-вторых, в среде ЛогоМиры реализованы отдельные элементы объектно-ориентированного программирования.
    • исполнитель - "черепашка". Изучение основных алгоритмических понятий происходит на примере управления автоматическим устройством с минимальным привлечением математического аппарата (однако, не исключается возможность реализации чисто математических алгоритмов).
    • интерактивный режим.
    • дополнительные (графические и звуковые) средства среды ЛогоМиры: редактор фона, редактор форм черепашек, звуковой редактор, элементы графического интерфейса (кнопки и бегунки). Уже с первых занятий на мониторе получаются "красивые картинки", что способствует развитию интереса у учащихся.

    В X-XI классах для обучения программированию используется язык Паскаль. Это обусловлено следующим: во-первых, Паскаль четко отражает принципы структурного программирования, программа на Паскале легко читается человеком, для понимания алгоритма не требуется каких-либо других его представлений (однако, это не означает отказ от "проговаривания" алгоритма, а в отдельных случаях, и его схематического представления), кроме того, Паскаль - один из наиболее распространенных в настоящее время языков, он обеспечивает легкий переход к другим процедурным языкам программирования (в частности, Си). Среда программирования Think Pascal имеет достаточно удобный текстовый редактор, выполняющий автоматическое форматирование текста программы и выделение резервированных слов языка, а также мощную систему диагностики, включающую чрезвычайно полезную при обучении функцию - синтаксический контроль непосредственно при наборе строки.

    Для изучения раздела "Офисные технологии" используются программы MS Word for Macintosh 5.1, MS Excel 4.0 и FileMaker Pro 2. Выбор именно этих (старых) версий программного обеспечения связан с использованием в процессе обучения устаревших моделей компьютеров.

    Основной программой при изучении темы "Настольные издательские системы (DTP)" является наиболее широко использующаяся в системах на базе Macintosh программа верстки QuarkXPress. При изучении процесса подготовки иллюстраций могут быть использованы (демонстрационно) Adobe Photoshop (растровая графика), Adobe Illustrator или Aldus FreeHand (объектная графика) и т. п.

    Список аппаратуры и программного обеспечения, на использование которых ориентирована программа приведен в приложении.


За основу при разработке программы взяты образовательные модули Московского базисного учебного плана [10]. При составлении программы использовано информационно-методическое письмо МДО [11], элементы ряда программ, опубликованных в журнале "Информатика и образование" [9, 11¤13], а также курсов обучения работе с отдельными программными средствами [14, 15]. При разработке темы "DTP" (XI класс - гуманитарный) использованы материалы семинара по использованию компьютеров "Macintosh" в издательской деятельности, прошедшего в Институте Новых Технологий Образования 23-25 марта 1995 г.
Содержание программы для основной школы в основном соответствует рекомендациям ЮНЕСКО [16].

Литература

  1. Проект Российского стандарта школьного образования по информатике // Учительская газета. 1993. N 36.
  2. Хеннер Е. К. Проект стандарта образования по основам информатики и вычислительной техники // Информатика и образование. 1994. N 2.
  3. Экзаменационные материалы по информатике (К разработке образовательных стандартов Санкт-Петербургской школы) // Информатика и образование. 1995. N 2.
  4. Вступительные экзамены по информатике // Информатика и образование. 1994. N 2.
  5. Сычев Н. А. Задания для вступительных экзаменов по информатике в НГУ // Информатика и образование. 1995. N 2.
  6. Ершов А. П., Звенигородский Г. А., Первин Ю. А. Школьная информатика (концепции, состояния, перспективы // Информатика и образование. 1995. N 1.
  7. Каракозов С. Д., Уваров А. Ю. Формирование навыка работы с клавиатурой // Информатика и образование. 1994. N 2.
  8. Юдина А. Г. Бейсик или Паскаль? Лого, конечно, лучше! // Информатика и образование. 1993. N 4.
  9. Пронина С. Е. Лого в школьном курсе информатики // Информатика и образование. 1995. N 2.
  10. Семенов А. Л., Угринович Н. Д. Информатика и информационные технологии. Образовательные модули в Московском базисном учебном плане// ИНТ, МИПКРО. 1997.
  11. Информационно-методическое письмо «Образовательные модули по курсу информатики и информационных технологий в Московском базисном учебном плане» // МДО, МИПКРО. 1996
  12. Семакин И. Г., Хеннер Е. К. Базовый курс ОиВТ: «Пермская версия» // Информатика и образование. 1994. NN 5, 6. 1995. NN 1-4.
  13. Юнерман Н. А. Программа факультативного курса «Основы компьютерной грамотности» // Информатика и образование. 1994. N 2.
  14. Афанасьева Т. Н. Лексикон — для делопроизводства // Информатика и образование. 1994. N 4.
  15. Бартель Р. QuickStart. PageMaker 4. 0 // М: «Текст». 1994.
  16. Информатика в школе (Рекомендации ЮНЕСКО ИФИП 1994 г.) // Технологическое образование. Специальный выпуск журнала «Информатика и образование». 1996.

[Программа - оглавление]

[Michael's HomePage] [Мак в школе][FAQ по Макинтошам]
[Письмо Михаилу Крекину]

Made with Macintosh