Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

3.ПРАКТИКА / SEM1 / LITERATURA / markov6-98

.rtf
Скачиваний:
14
Добавлен:
21.03.2015
Размер:
67.31 Кб
Скачать

5

С. А. Марков

"Информатика как базовая наука образования"

(ИнфО № 6/98 с.3-7)

Принято считать, что информатика - это новое научное направление, которое оформилось за последние 30 лет, буквально у нас на глазах.

Введенное академиком А.П. Ершовым понятие "компьютерная грамотность" стало критерием той необходимости, которую первоначально определила научно-техническая революция. В качестве цели компьютерная грамотность содержит потребность в специальной общеобразовательной подготовке человека по выработке особого стиля мышления, ориентированного на работу с ЭВМ, что существенно сужает традиционное понятие информатики.

На первом этапе это было, вероятно, оправданным. Однако серьезное развитие предмета информатики и изучение его основных частей показывают, что такая трактовка является слишком узкой. А ведь уже из самого понятия "информатика" следует прямое требование перейти к более широкой трактовке содержания данного предмета от "компьютерной грамотности" и в конечном итоге к "информационной культуре".

Конкретный философский смысл любого научного направления определяет его содержание и взаимоотношение с другими научными направлениями. Поэтому давайте посмотрим на информатику с точки зрения ее исторической и современной роли в обществе и определим ее содержание.

Корни информатики весьма глубоки и разнообразны. Это математика и логика, физика и химия, языкознание и криптология, а также ряд других научных направлений.

Попытаемся найти ответы на три вопроса:

- когда вообще возникла информатика как наука и что явилось первым фактом ее возникновения;

- каково место информатики среди других наук;

- каково должно быть место информатики в образовании.

Первый вопрос до сих пор остается без окончательного ответа. Одни называют первым фактом возникновения информатики создание Александрийкого музея, другие - работы, начатые греческими мыслителями и успешно законченные Аристотелем, по выделению, кодификации и систематизации общезначимых способов рассуждения (логического мышления), которое мы называем традиционной формальной логикой.

Чтобы разобраться в этом многообразии версий нам необходимо определить само понятие "наука". Одно из определений звучит так: "Наука - это сфера человеческой деятельности, функцией которой является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности "[1].

Вся жизнь человека происходит в тесном взаимодействии с окружающей средой, начиная с самого рождения. Окружающая среда воздействует на наши органы чувств и вызывает в них определенные ощущения. Последние создают в мозгу человека субъективный образ окружающего мира, а из отдельных ощущений складывается целостное отражение внешнего материального предмета - восприятие. Восприятия же преобразуются в чувственный образ предмета, который в данный момент отсутствует, но воспринимался нами ранее, - это уже представление о данном предмете. Представления могут быть не только воспроизводящими, но и творческими. Путем чувственного отражения мы познаем мир и получаем информацию. Получаемая информация фиксирует состояние, свойство, качество и другие характеристики окружающего мира. Она анализируется, из нее выбирается та часть, которая может быть полезной, и эта часть фиксируется в памяти человека в виде фактов.

Рост количества информации приводит к необходимости разработки способов ее записи (алфавит, цифры и др.), форм ее представления (тексты, рисунки, таблицы, базы данных и т.п.), способов хранения (книги, магнитные ленты и диски и др.) и передачи (сигнальные костры и зеркала, почта, радио, телевидение и др.). Также возникает потребность в разработке способов количественной и качественной оценки информации.

На этом этапе появляется необходимость выработки и теоретической систематизации знаний людей. Фактом же возникновения информатики как науки следует признать создание методов и способов записи информации, например, наскальной живописи, алфавита и чисел. Одновременно с этим возникли математика, физика, химия и другие, предназначенные для решения задач оценки, хранения и передачи информации.

Следующим этапом является анализ полученной и зафиксированной информации ( информационных потоков) с целью определения причинно- следственных связей между отдельными фактами. Информация же о них возникает в процессе познания. Здесь возникает необходимость в развитии различных теоретических наук, инструментарий которых предназначен для выделения и формализации знаний из потоков информации. В первую очередь это науки, связанные с мышлением, - философия и формальная логика.

В логике используется более сложное абстрактное, или рациональное мышление, основными формами которого являются понятие, суждение и умозаключение.

В понятии отражается совокупность существенных признаков - фактов, позволяющих отличить данный предмет от других. Понятия являются вторичной формой информации, обработанной с использованием основных логических приемов, таких как анализ, синтез, сравнение, абстрагирование и обобщения. В суждениях утверждается или отрицается что- либо о существовании предметов, связях между предметами и их свойствами или об отношениях между предметами. Умозаключения же - это форма абстрактного мышления, в которой из одного или нескольких суждений на основании определенных логических правил получается новое суждение.

Умозаключения бывают индуктивными, дедуктивными и "по аналогии". Используя аппарат формальной логики, мы можем анализировать и систематизировать первичную информацию, а также получать новую информацию.

Из всего этого можно предположить, что информатика стала одной из первых наук и явилась базой или стимулом для развития других наук.

Для применения полученных знаний существует два основных подхода: алгоритмический, когда необходимо указать, КАК надо делать и записать последовательность действий с помощью алгоритма или программы для исполнителя, и эвристический, когда надо сделать формальное описание предметной области на языке символьного или логического программирования в виде фактов и правил, а уже затем обращаться к этому описанию с вопросом: ЧТО надо сделать?

При использовании первого подхода необходимо указать исполнителю, как надо решать задачу , существенное же отличие второго подхода заключается в описании логической структуры определенного типа задач, а исполнитель уже сам строит алгоритм ее решения. Далее исполнитель с помощью орудий труда воздействует на окружающую среду и получает новую информацию. Таким образом, цикл обработки информации замыкается.

Проследив основные этапы взаимодействия человека с окружающей средой, информацией и знаниями, можно прийти к выводу, что информатика является фундаментом и инструментарием для целого ряда наук.

На основании сказанного выше можно сделать вывод о том, что информатика должна играть базовую роль в образовании, а содержание предмета информатики должны составлять методы и способы: познания окружающего мира; сбора информации; записи информации; оценки информации; представления информации; передачи информации; систематизации информации; определения причинно-следственных связей (логика); разработки алгоритмов и программ; формального описания предметных областей и задач; автоматизации работы с информацией на ЭВМ.

Теперь необходимо выявить место информатики в образовании: чему, когда и как учить детей. Для этого попробуем использовать теорию умственного развития швейцарского психолога Ж. Пиаже, в соответствии с которой, существует несколько фаз умственного развития ребенка:

Чувственно-двигательная фаза - от рождения до двухлетнего возраста. В это время дети переходят от инстинктивно - рефлекторных действий к осмысленной реакции, имея ограниченные возможности осознания и предвидения своих действий.

На этом этапе начинается процесс познания мира ребенком - это первый этап неосознанного изучения информатики. Используя свои ощущения при знакомстве с предметами окружающего мира, ребенок активно развивается.

Все, что ему нужно для изучения информатики, - предоставление как можно больших возможностей знакомства с окружающим миром, вероятнее всего с помощью с помощью разнообразных игрушек. Что касается компьютера, то, как указывает Пиаже, большие возможности ПЭВМ в воспроизведении цветной графики и звуковых эффектов могут стать одним из средств знакомства ребенка с внешним миром. Запрограммированное цветное изображение, двигающееся по экрану, меняющее размеры и форму может помочь формированию и тренировке зрительных навыков. Однако, это вопрос спорный.

Во-первых, есть данные, что общение ребенка с компьютером до 8 лет недопустимо, а, кроме того, для этих целей компьютер вполне может быть заменен разнообразными красивыми, цветными объемными и музыкальными игрушками.

Преддейственная фаза - от 2 до 7 лет. Ребенок претерпевает значительное физическое и умственное развитие. В этом возрасте в его память закладывается наибольшая часть информации, прививаются начальные навыки контакта с окружающей средой: сбора, накопления и обработки информации. Он должен познакомиться с методами записи информации с помощью букв, знаков, символов, цифр, слов, с количественной и качественной оценками информации.

На этом этапе информатика должна подготовить ребенка к изучению в школе русского языка, который развивает его познания в области методов и правил записи информации (синтаксис, семантика) и математики, демонстрирующей способы оценки информации и вводящей понятия о различных видах чисел и о числовой обработке информации.

По мнению Пиаже, ребенка этого возраста можно учить работать с компьютером. В 6 - 7 лет ребята уже могут научиться пользоваться дискетами, работать с джойстиком и отчасти с клавиатурой. На этом этапе компьютер может использоваться для изучения чисел, букв, геометрических фигур, а также в качестве игрового средства. Правда, указанные возрастные ограничения заставляют отнестись к этому с большой осторожностью, чтобы не испортить зрение ребенка.

Фаза конкретного действия - от 7 до11 лет. Основное ограничение умственной деятельности детей в это время - отсутствие абстрактного мышления. На этом этапе необходимо продолжить развитие знаний и навыков работы ребенка с информацией в направлении изучения систем счисления и способов записи цифр (римская, греческая, славянская и др.), методов записи и кодирования информации. Кроме того, должны изучаться формы представления информации в виде текстов, таблиц, графиков, баз данных и методы сбора и систематизации информации: каталогизация, упорядочение и т.п. Здесь необходимо вводить начальные элементы традиционной формальной логики, которые дают понятие о формах познания окружающего мира: ощущения, восприятия и представления. Это должно закрепляться практическими знаниями, в том числе и на уроках по другим предметам. В этом возрасте ребенок должен научиться работать с информацией: изучить способы сбора, записи, оценки и представления информации (частично это делается в методике развивающего обучения Эльконина - Давыдова.

На этом этапе обучения целесообразно начать изучение компьютера, операционной системы (ОС) и некоторых операторов языка программирования Бейсик для решения простейших задач для решения простейших задач, а также использование текстовых и графических редакторов для написания сочинений, подготовки иллюстраций и т.п. Кроме того, можно использовать компьютер для заучивания с помощью игр скучного учебного материала ( таблицы умножения, дат, имен и др. ). Изучение же элементов логики и компьютера поможет подготовить ребенка к развитию абстрактного, логического мышления в следующей, четвертой фазе.

Фаза начала абстрактного мышления - от 11 до 14 лет. На этом этапе необходимо продолжить изучение форм абстрактного мышления: понятия, суждения и умозаключения (дедуктивные, индуктивные, алллегорические, условные, разделительные и пр.). Изучение этих теоретических разделов логики дает возможность активизировать развитие логического мышления ребенка и подготовить его к использованию этих форм в математике и на других предметах.

Для практического их подкрепления можно начать изучение азов устройства и принципа действия ЭВМ (введение понятий алгебры логики, углубление знаний о системах счисления, о кодировании информации применительно к ЭВМ) и алгоритмического подхода к решению задач. При изучении алгоритмизации и программирования необходимо использовать простой язык программирования, например Бейсик. В плане автоматизации работы с информацией необходимо продолжить изучение ОС, прикладных и инструментальных программ, предназначенных для создания текстов, электронных таблиц и баз данных. Здесь же целесообразно дать представления о различных методах записи, хранения и передачи информации с использованием различных технических средств.

Деловая фаза - от 15 до 17 лет. Профессиональное использование компьютера в учебной и производственной деятельности. К этому времени у учеников должны быть сформированы основные знания и умения работы с информацией, в том числе и с использованием ПЭВМ. Поэтому основной задачей является формирование практических навыков работы с информацией, извлечения из нее знаний с использованием методов формальной логики и систематизации их в виде баз данных и баз знаний, а также изучение элементов искусственного интеллекта с последующим их использованием при решении задач эвристическим методом.

Для этого необходимо обучить ребят методам сознания баз даннных с использованием систем управления базами данных (СУБД), формальному описанию предметных областей (созданию баз данных) и решению задач эвристическим методом с использованием языка логического программирования Пролог и экспертных оболочек (ЭО), а также автоматизации процесса вычислений с использованием электронных таблиц типа Exсel. Для этого неплохо подходят интегрированные оболочки, которые содержат в своем составе все основные компоненты автоматизации работы с информацией: текстовый редактор, базу данных, электронные таблицы, экспертную систему.

Таким образом, предмет информатики может принять логически осмысленный, теоретический и практический общеобразовательный характер, направленный на систематическое развитие общих умственных способностей ребенка и подготавливающий его к эффективному изучению других предметов. Такое построение предмета информатики позволит ему стать базовым для всех других предметов, придаст ему гуманитарный, общеобразовательный характер, подготовит учащихся к дальнейшему образованию и к практическому использованию полученных знаний в жизни. При разработке школьных программ целесообразно использовать информатику как основу для определения межпредметных связей.

Изучение курса должно предполагать выработку у учащихся знаний и умений, необходимых для практической деятельности, по сбору, хранению, систематизации, преобразованию и обработке информации, логического мышления и решению задачи с использованием алгоритмического и эвристического подходов, с применением вычислительной техники в качестве средства автоматизации работы с информацией.

Особенно важно подчеркнуть, что курс информатики должен взять на себя определенные функции по обработке вычислительных навыков, решению задач прикладного характера из курсов математики, физики, химии и спецпредметов. Специфические умения и навыки работы с информацией, а также логика мышления, формируемые у детей в процессе изучения этого курса, дисциплинируют их мышление, приучают ясно, исчерпывающе и лаконично излагать свои мысли и предложения, четко и грамотно оформлять свои математические записи с использованием правил и грамматики различных языков (русского, математического, алгоритмического и символьного программирования и др.)

Таким образом, информационная грамотность учащихся - это совокупность умений, знаний, навыков, овладение которыми позволит подготовить их к работе с информацией в будущей практической деятельности.

Выполнение указанных задач целиком зависит от правильности разработки учебных планов и программ обучения в области информатизации, а также от правильной подготовки и умений педагога использовать компьютер в преподавании своего предмета и, конечно, необходимо наличие технической базы.

Соседние файлы в папке LITERATURA