Geum.ru

С. М. Кирова Содержание и методы непрерывного обучения информатике о программа

Вид материалаПрограмма
Подобный материал:
Ичалковский педагогический колледж им. С. М.Кирова


Содержание и методы непрерывного обучения

информатике


(о программах по информатике. Выступление на заседании секции)


2003-2004 уч.г.

.

Возраст, с которого дети начинают изучать информатику, неуклонно снижается. Об этом свидетельствует, как зарубежный, так и отечественный опыт, показывающий, что школьники младшего и среднего возраста хорошо усваивают основы информатики. В этой связи актуальными становятся принципы построения учебных программ непрерывного обучения информатике с I по XI класс.

Обзор научных работ свидетельствует о том, что содержание первых учебных программ было ориентировано в основном на обучение школьников программированию. В дальнейшем появились различные исполнители, которые берут свое начало от «Черепахи» С. Пейперта. Развитие этих идей привело к осознанию необходимости формирования компьютерной культуры, включающей в себя компьютерную грамотность: умение с помощью компьютера писать, считать, рисовать, работать с другими видами информации. Вместе с тем зарубежный опыт показывает, что использование компьютера даже как инструментального средства обработки различных видов информации не дает должных практических результатов обучения.

Другая концепция использования компьютеров в обучении ориентирована на творчество, самостоятельность и практическую работу школьников в различных сферах человеческой деятельности. Собственно изучение информатики и компьютера как объекта является основой или фоном, на котором происходит обучение использованию компьютеров.

По содержанию практического применения компьютера в зависимости от возраста учащихся можно выделить пять этапов (см. таблицу).


№ этапа обучения и возраст учащихся

Цель обучения

Содержание обучения

Программная поддержка курса

I этап,

4 – 5 лет
Первоначальное знакомство с компьютером.
Развивающие компьютерные игры.
Пакет программ «Знайка».

II этап,

6 – 9 лет
Компьютер – средство развития мышления учащихся.
Задачи на развитие типов мышления.
«Роботландия» «ЛОГО», «LOGOWRITER» и др.

III этап,

10 – 12 лет
Компьютер – инструмент проектирования, конструирования и управления созданными механизмами.
Задачи конструирования и управления объектами.
Программная поддержка конструкторов «ЛЕГО» и «ФИШЕР».

IV этап,

13 – 15 лет
Компьютер – средство исследования природных явлений.
Задачи измерения и анализа физических, химических, биологических величин.
Программная поддержка «Персональной научной лаборатории» (PSL).

V этап,

16 – 17 лет
Компьютер – инструмент в сфере делового управления.
Задачи автоматизированной обработки информации и телекоммуникаций
Текстовый редактор, электронная таблица, СУБД, электронная почта.


Естественно, что возрастное деление на этапы не строгое, а достаточно условное и границы этапов могут прикрывать друг друга. Рассмотрим каждый из них подробнее.

Подготовка к систематическим занятиям по информатике начинается в возрасте 4 – 5 лет в детском саду на базе использования компьютерно-игрового комплекса (КИК) для дошкольников, так как игра является основной средой обучения детей этого возраста. КИК «Электроник» позволяет создать условия подготовки детей с помощью пакета игровых программ «Знайка» к дальнейшему использованию вычислительной техники в обучении 6 0 9-летних детей началам информатики.

Цели и задачи обучения на этапе 6 – 9 лет таковы:

- использовать вычислительную технику развития различных видов мышления;

- дать представление детям об универсальных возможностях использования компьютера как средства обучения, проектирования, музицирования, изображения, вычисления, редактирования, развлечения и др.;

- вызвать интерес и создать положительное эмоциональное отношение детей к вычислительной технике;

- сформировать у детей знания, умения и навыки работы с компьютером.

Развитие различных видов мышления на втором этапе происходит с помощью безмашинного решения задач: игра Баше, задача о фальшивой монете, задача переливания из сосуда в сосуд, Ханойская башня, перевозчик, волк, коза и капуста и др. Безмашинный вариант необходим для детального разбора алгоритма решения задачи, и в дальнейшем он реализуется на компьютерах. Такие задачи, как ханойская башня, игра Баше и другие, проходят в своем усвоении целый ряд этапов от эмпирического алгоритма решения (когда ребенок может решать задачу, зная алгоритм, только при данных конкретных условиях) до теоретического обобщенного алгоритма (когда ребенок может решать задачу при любом изменении начальных условий). Наиболее сложным на этом этапе обучения является подбор задач на развитие абстрактного, пространственного, операционного, ассоциативного и образного видов мышления.

В соответствии с практической направленностью нашей концепции и учетом зарубежного опыта построения учебного курса по информатике обучающие программы делятся условно на следующие группы, подчеркивающие универсальность использования компьютера:

Знакомство с компьютером;

Графика;

Действия с числами;

Музыка;

Работа с текстом;

Поддержка курсов обучения по родному языку, математике, изобразительному искусству, музыке, трудовому обучению.

Третий этап обучения начинается в возрасте 10 – 12 лет с управления компьютерными исполнителями. Это могут быть «Черепаха» (язык ЛОГО и его развитие LOGOWRITER), «Таракан» (Роботландия), «Муравей» (школьница) и др. Управление компьютерными исполнителями не является самоцелью. Оно необходимо для перехода к управлению реальными исполнителями, сконструированными самими учащимися. Такими исполнителями могут быть роботы, автомобили, светофоры, станки, плоттеры и другие управляемые с помощью компьютера механизмы (объекты).

Проектирование и конструирование основываются на работе с конструкторами типа «ЛЕГО» и «ФИШЕР», имеющими в своем составе набор деталей и устройств, необходимых для создания различных механизмов и машин, а также управление ими с помощью IBM – совместного компьютера. Аналогичные работы ведутся в Болгарии (ПГО БАН) и в нашей стране (проект «Школа»).

Целью программы по информатике в среднем звене (13 – 15 лет) является использование компьютера в исследовании природных явлений с помощью компьютерной персональной научной лаборатории (PSL).

Использование на уроках физики, химии, биологии PSL способствует формированию исследовательских навыков и является активной формой обучения, так как дети сами добывают знания.

Наиболее актуальным применением компьютерной персональной научной лаборатории является использование ее для решения экологических задач. Примерами могут служить задачи определения содержания нитратов в овощах, собранных детьми в подшефном совхозе, загрязненности водного и воздушного бассейнов реки Волги, кислотности дождей, а также задачи популяционной экологии.

Аналогичной активной формой получения знаний в математике является система «Планиметрия», разработанная вычислительной лабораторией Софийского университета. Она позволяет учащимся выдвигать гипотезу, проводить математический эксперимент с помощью компьютера, анализировать теоремы, затем доказывая их.

Системы типа «Планиметрия» являются примерами активного получения знаний с помощью новых информационных технологий обучения и показывают учащимся этого возраста роль компьютера как инструмента практической деятельности.

В этом возрасте происходит углубление знаний по инструментальным средствам и наряду с использованием редакторов, появляются работы с учебными базами данных, электронными таблицами, что является подготовкой к использованию компьютера в старших классах.

Для старшеклассников (V этап) целью обучения информатике является использование компьютера в качестве инструмента практической деятельности, в частности в сфере управления организационными системами. На этом этапе обучения учащиеся должны усвоить основные понятия кибернетики, такие, как объект управления, входная и выходная информация, система обратной связи, которая эффективно реализуется с помощью компьютера. Использование компьютера в автоматизации управления предусматривает изучение административно-справочной деятельности (электронные картотека, секретарь, почта), автоматизации административно-управленческой деятельности (автоматизация плановых расчетов, компьютерные системы помощи в управленческой деятельности, математическое и имитационное моделирование), основ создания автоматизационных систем управления на примере своей школы, автоматизации административно-отчетной деятельности (задача контроля исполнения приказов и распоряжений, генераторы отчетов), деловой графики (статистико-аналитическое изображение результатов).

Использование компьютеров в системе телекоммуникации является важным элементом в организации учащихся на практическую деятельность. Работа в локальной сети комплектов учебной вычислительной техники (КУВТов) на первом этапе позволяет осознать учащимися возможности обмена информацией между разными компьютерами в пределах класса. На следующем этапе связь с помощью телефонного канала позволяет расширить возможности использования компьютера в сфере делового управления и показать учащимся пользу коммуникации в управлении, на примерах электронной почты, сбора различных данных о погоде, кислотности дождей и т. п. Учащиеся также должны иметь представление о возможностях обмена компьютерной информацией через спутники, принимая участие в проведении международных школьных исследований в рамках проекта «Школа» АН СССР (STAR SCHOOL PPOJECT) и других аналогичных работах.

Коротко расскажу, как осуществляется преподавание информатики с I (6 лет) класса в СШ №63 г. Куйбышева.

Опыт показал, что ориентация на самостоятельность, творчество и практическую направленность работ может реализовываться, например, путем выпуска детьми в конце учебного года компьютерного журнала. Этот журнал содержит результаты работы каждого учащегося, выполненные с помощью компьютера. В него входят стихи и проза, написанные на свободную тему, компьютерные картинки, ее иллюстрирующие, а также музыкальные фрагменты в виде распечаток партитуры на эту тему. Выбор собственной темы, подготовки сценария (включающего текст, картинку и музыкальный фрагмент) позволяют учащимся уже в раннем возрасте осознать, что компьютер не может заменить человека в его творчестве, но является его помощником.

Практическая работа в течение учебного года подводилась на КУВТ «Ямах». Например, детьми набиралась мелодия «В лесу родилась елочка» и распечатывалась ее партитура для школьного новогоднего вечера; готовились заметки для классной стенной газеты с помощью текстового редактора; поздравительные открытки для мам на 8 Марта; набиралась и исполнялась на компьютере популярная мелодия «Ламбада» и т. п.

Компьютерный журнал, содержащий работы учащихся, позволяет им увидеть результаты своего труда. Наличие такого журнала в школьной библиотеке является стимулом творческой деятельности детей и служит повышению интереса к учебе. Для учащихся старшего возраста компьютерный журнал содержит результаты их собственных исследований по литературе и истории (рефераты, обзоры), в области точных наук (результаты экспериментов). Результаты таких работ обсуждались учащимися, педагогами школ и вузов города на итоговой общешкольной конференции. Лучшие выступления учащихся были записаны на видеокассету, что положило начало созданию школьного видеожурнала по информатике. Создание таких журналов способствует формированию и сохранению традиций школы и передач их от поколения к поколению учащихся.

Результаты работы, полученные на компьютере, могут быть промежуточным этапом при изготовлении детьми каких-либо предметов. Подобный вид деятельности обязательно должен заканчиваться изготовлением детьми своими руками этих предметов: города, построенного из кубиков, предварительно спроектированного на компьютере; аппликации, нарисованной на дисплее и вырезанной учениками из разноцветной бумаги; глиняных горшков, форма которых отработана на компьютере, изготовленных в гончарной мастерской; шкатулки, вазы, орнаменты которых подобраны на дисплее и затем выпилены учащимися из фанеры. Компьютерный журнал, о котором говорилось выше, переплетается самими учащимися на уроках труда.

Такая деятельность позволяет учащимся совместить работу «рук и головы», что очень важно для их практической работы в будущем.

Одним из элементов реализации нашей концепции развития творчества и самостоятельности является создание учащимися (совместно с учителями) компьютерных программ по различным учебным предметам для КУВТ «Корвет». Хотелось бы подчеркнуть, что реализовывались такие темы школьного курса, которые сложно изучать без компьютера, например газовые законы, атмосферные явления, исследование функций, понятие алгоритма и т. п. Для учащихся создание демонстрационных, моделирующих, обучающих, контролирующих и других программ является результатом их творческого отчета на итоговой школьной конференции.

Разработка таких программ для учащихся, увлеченных программированием, является еще одним способом более глубокого изучения выбранного ими учебного предмета.

Можно отметить важность психолого-педагогического обеспечения и оценки эффективности обучения.

Опыт показывает, что дети плохо воспринимают программы, связанные с центром времени на принятие решения или ответа, поэтому необходимо использовать программы, дающие возможность ребенку свободно размышлять. Это существенный психологический фактор, влияющий на качество работы детей за компьютером.

Следующим важным моментом является индивидуальная работа 6 – 7-летних детей за компьютером. Дети этого возраста, на наш взгляд, с трудом работают парами за одним дисплеем. Психология их такова, что каждый борется за право первым нажать клавишу. Поэтому в этом возрасте работать на компьютере дети должны индивидуально, однако это не исключает совместной творческой работы группы детей, особенно на этапе изготовления предметов, что способствует активизации вербального взаимодействия учащихся.

Оценка эффективности обучения проводилась по тестам, разработанным в Институте общей и педагогической психологии АПН СССР.

В результате непрерывного обучения информатике выпускник школы должен уметь использовать компьютер как инструмент практической деятельности при проектировании, конструировании, управлении машинами и механизмами, исследовании природных явлений, а также в сфере делового управления и телекоммуникации. Овладение этими навыками и умениями позволяет выпускать из школы учащихся, обладающих компьютерной грамотностью и способных к восприятию информационной культуры.