Построение содержания общеобразовательного курса информатики на основе развития концепции коммуникативной деятельности

Для построения содержания общеобразовательного курса информатики, в основу которого положена коммуникативная деятельность, необходимо, прежде всего, определить какой модели этого содержания мы будем придерживаться в дальнейшем. В отечественном образовании такой моделью традиционно являются система содержательных линий. Содержательные линии, по выражению М.В.Рыжакова, являются организующими идеями образовательной области, а по выражению С.А. Бешенкова устойчивыми единицами содержания, образующими каркас курса, его архитектонику, по сути, образуют модель содержания обучения, а, следовательно, к ним может быть применен весь методологический аппарат моделирования. При этом, разумеется, необходимо учитывать ограничения вытекающие из модельного характера этого отбора. Содержательные линии - это эвристические построения, используемые, в частности, для систематизации, как сложившегося содержания, так и определения перспективных направлений его развития. В данном исследовании речь, прежде всего, идет о таком направлении.

Содержательные линии - это ни в коем случае не отдельные, завершенные, независимы друг от друга модули учебного материала. Отличительными особенностями информатики являются сильные внутрипредметные и межпредметные связи, а также многогранность, многоплановость, содержания основных для информатики понятий и видов деятельности. Содержательные линии, по сути, представляют собой способ распределения, группировки, кластеризации важнейших вопросов курса, способ придания всему объему содержания курса некоторой обозримой структуры.

Существует несколько подходов к выделению системы содержательных линий общеобразовательного курса информатики. Например, И.Е. Семакин строит их, исходя из фундаментального понятия информации, Е.А. Ракитина в основу берет информационные задачи, которые решает субъект. Во всех случаях авторы стараются найти ключевой понятие или ситуацию, из которой можно было бы дедуцировать всю систему содержательных линий.

Аналогичной методологии мы придерживаемся и в нашем исследовании. Выбрав в качестве основополагающей коммуникативную деятельность, мы раскроем ее содержание в нескольких плоскостях, придерживаясь при этом информационной точки зрения. В диссертации показано, что коммуникативную деятельность целесообразно рассмотреть в следующих аспектах:

- гносеологическом; отражающим особенности процесса познания реальности на основе поиска и анализа разнообразной информации;

- философском, включающей в себя изучение знаков и знаковых систем как основы коммуникаций;

- психологическом, исследующий особенности восприятия информации человеком;

- технологическом, в котором рассматриваются современные методы и средства коммуникаций.

Эти аспекты и будут определять содержательные линии общеобразовательного курса информатики. Рассмотрим эти аспекты более подробно.

Гносеологический аспект. Как известно, у человека существует два основных источника получения информации:

- от непосредственного восприятия объекта органами чувств;

- из описания этих объектов.

При этом, как утверждал И. Кант, в человеческом сознании всегда присутствуют идеальные объекты, данные ему a'priori, которые всегда, независимо от человека, включаются в процесс формирования представлений об изучаемом объекте. Разумеется, само "непосредственное восприятие" человеком какого-нибудь объекта может быть очень разным. Оно может зависеть от многих факторов: от места и времени, внутреннего состояния человека, его знаний и психологических особенностей, используемых им инструментов и приборов и т.д. Однако во всех случаях непосредственное восприятие объекта всегда можно противопоставить его описанию.

В традициях отечественного образования было сбалансированное использование обоих названных источников. Была развита система лабораторных работ, а также уроки труда, которые играли очень существенную роль в развитии чувства реальности. С развитием информационной цивилизации ситуация кардинально изменилась. Современный человек получает информации, в основном по описаниям, очень часто с использованием Интернет. Этот факт фиксируют все без исключения зарубежные образовательные документы. Например, уже упомянутый стандарт Великобритании выдвигает следующие требования:

- систематически пользоваться информацией для решения проблем, ответов на вопросы;

- использовать методы поиска информации в соответствии с поставленной целью;

- отбирать, качественно и количественно оценивать информацию

- систематизировать информацию.

Все названные требования, безусловно, очень важны для успешной деятельности. Однако, на наш взгляд это только необходимые, но не достаточные условия этой деятельности. Эксперимент, проведенный на кафедре информатики Череповецкого государственного университета, в котором участвовало около 200 студентов 1 курса, показал, в частности, следующее:

- менее 10% студентов запоминают методы решения и могут использовать их при решении аналогичных задач. Большинство студентов начинают решения задачи с «чистого листа», ищут информацию в Интернет, связанную только с данной, конкретной задачей;

- более 80% студентов не владеют навыками анализа полученной информации - из двух различных источников студенты не в состоянии определить источник с более достоверной информацией;

- 95% студентов не состояние оценить результаты использования найденной информации.

Все это говорит о том, что школьный курс информатики и школьное образование в целом уделяет недостаточно внимания информационным аспектам познавательной деятельности, которые в современной информационной цивилизации приобретают решающее значение.

Проблема на наш взгляд заключатся в операциональном характере циркулирующей в современном обществе информации. Такая информация не предназначена для встраивания в определенную систему представлений о данном предмете, а служит только для немедленной реакции («решил текущую задачу и забыл»).

Разумеется, решение сложных жизненных задач требует вдумчивого и длительного анализа всей поступающей информации, а не только рефлекторных действий. Традиционно, культура такого анализа восходит к фундаментальным научным дисциплинам, прежде всего математике и физике. Этот факт подчеркивал еще М.В. Ломоносов, утверждая, что важность, например математики, заключается, в частности, в том, что она «ум в порядок приводит». Помимо собственно предметного содержания в названных дисциплинах формулируются общие принципы, которые могут служить ориентирами при оценке и анализе информации. Эти принципы, как правило, не рассматриваются в рамках соответствующих учебных предметов. Однако, как нам представляется, эти принципы очень важны как инструмент структурирования операциональной информации и являются важнейшей предпосылкой ее трансформации в знание.

На наш взгляд, при формировании содержания обучения курса информатики, ориентированного на реализацию потребности учащихся в познании окружающего мира, подобные принципы очень важны и должны быть сформулированы в явном виде.

К числу этих принципов, на наш взгляд можно отнести:

- принцип редукционизма;

- принцип системности;

- принцип симметрии и связанные с ним законы сохранения;

- принцип неопреденности и связанный с ним принцип дополнительности;

- принцип неполноты;

- принцип учета внутрисистемных связей.

Роль подобных принципов в становлении мировоззрения и формировании аналитического компонента профессиональной деятельности очень велика. Они задают определенную "матрицу" не только миропонимания, но воплощаются в различных видах человеческой деятельности. Каким образом человек решает задачу, структурирует информацию - зависит не только от конкретных знаний и умений, но и от его общей мировоззренческой установки.

Например, в диссертационном исследовании А.В.Тараканова (2007) показано, что характерной тенденцией современной инженерной деятельности является значительное усложнение социотехнических и системотехнических задач, решение которых не может быть получено только в рамках естественных наук. Это обстоятельство предопределяет гуманитаризацию инженерной деятельности, т.е. выход на обсуждение общих научных принципов, лежащих в основе современной картины мира.

Кратко прокомментируем эти принципы под углом зрения оценки и структурирования информации.

Принцип редукционизма - «от сложного к простому» - один из важнейших универсальных принципов работы с информацией. Например: все теоремы геометрии есть следствия немногих аксиом, все вещества в природе слагаются из одних и тех же элементов, общим число чуть больше ста, все слова строятся из букв конечного алфавита и т.д. В условиях, когда учащимся приходится работать с колоссальными объемами информации, принцип редукционизма позволяет, без потери существа проблемы резко снизить информационную нагрузку.

Принцип системности предостерегает от излишнего упрощения проблемной ситуации, поскольку как еще утверждал Э.Мах «все связано со всем». Это особенно важно в свете того, что для современных школьников и студентов, решающих как-либо проблему, в целом, характерен подход «здесь и сейчас». Принцип системности, говорит о том, что информацию, относящуюся даже к очень конкретной, локальной задаче, целесообразно рассматривать системно, в связи с другими проблемами и задачами.

Принцип симметрии можно рассматривать как один из вариантов принципа системности. Например, как подчеркивал еще академик Г. Наан, принцип симметрии, говорит нам, в частности, о том, что законы природы в отдаленных уголках Вселенной такие же, как и в нашей Солнечной системе. На этом принципе основаны все достижения современной космологии.

Принцип дополнительности (и тесно связанные с ним принципы неопределенности и неполноты) играют очень важную роль в процессе решения задач. Замечательной методическое применение этого принципа продемонстрировал выдающийся русский математик, основатель всемирно - известной Московской математической школы Н.Н.Лузин. Он предлагал своим ученикам решать задачу одновременно двумя взаимно исключающими способами: доказывать теорему и искать к ней контрпример.

Принцип учета внутрисистемных связей подчеркивает важность изучения открытых систем и их приложений к самым различным областям знаний и деятельности.

В современной информационной цивилизации сформулированные принципы уже не охватывают всех особенностей протекающих в мире процессов. Определяющую роль в современном мире начинают играть информационные принципы, т.е. принципы более тесно связанные с понятием информации. Более того, сформулированные выше принципы получают свое осмысление под информационным углом зрения.

Например, принцип дополнительности Н.Бора, первоначально утверждающий, что для представления всякого целостного явления необходимо использовать взаимодополняющие представления, в формулировке Ю.М. Лотмана получает следующую трактовку. Он утверждает, что сколь ни распространяли бы мы круг наших сведений, потребность в информации будет развиваться, обгоняя темп нашего научного прогресса. Следовательно, по мере роста знания незнание будет не уменьшаться, а возрастать, а деятельность, делаясь более эффективной, -- не облегчаться, а затрудняться. В этих условиях недостаток информации компенсируется ее стереоскопичностью -- возможностью получить совершенно иную проекцию той же реальности.

В диссертации обосновано, что к собственно информационным принципам, имеющим, кроме того, общенаучное и образовательное значение можно отнести:

- основной тезис формализации;

- принцип информационного моделирования;

- принцип информационного управления.

Основной тезис формализации - один из ведущих принципов, который раскрывается внутренние механизмы многих явлений информационной цивилизации. Его суть состоит в принципиальной возможности разделения объекта и его обозначения. Основной тезис формализации тесно связан с т.н. "треугольником Фреге", в котором обрисована связь трех основных понятий: знака, смысла (плана выражения) и денотата (плана содержания). Непосредственными следствиями основного тезиса формализации являются:

- факт автономности знаком и знаковых систем;

- возможность множественности интерпретаций знаков и знаковых систем.

В учебной литературе по информатике основной тезис формализации впервые появился в учебнике С.А. Бешенкова, А.Г. Гейна, С.Г. Григорьева (1995) и с тех пор стал важным компонентом содержания общеобразовательных курсов информатики.

Принцип информационного моделирования можно сформулировать так: научное познание осуществляется посредством моделирования, основные модели - это описания объектов или процессов, то есть, информационные модели. Кроме того, информационные модели играют решающую роль в общении и практической деятельности.

Принцип информационного моделирования непосредственно примыкает к основному тезису формализации. Причины по которому "рабочее" понятие модели, например, математической модели приобретает характер информационного принципа, заключен в универсальном характере самого понятия информационной модели. В самом общем виде, информационная модель - это описание объекта на некотором языке. В этом плане существуют только три класса моделей: материальные, информационные и воображаемые. Очень важным обстоятельством является то, что информационные модели в современном обществе могут приобретать статус самостоятельных объектов и оказывать значительное влияние на мировосприятие и поступки людей.

Значимость вопросов, связанных с формализацией и информационным моделированиям для общеобразовательного курса информатики была осознана еще в 80-х годах ХХ века (В.К. Белошапка, С.А. Бешенков, А.С. Лесневский и др.).

В виде отдельной содержательной линии вопросы, связанные с информационным моделированием появились в Общеобразовательном стандарте 1993 г. В настоящее время, понятие информационной модели является одним из основных понятий современного курса информатики (А.А.Кузнецов, С.А.Бешенков, Е.А.Ракитина, Е.К.Хеннер и др.). Однако, как нам представляется, важность понятия информационного моделирования в качестве "цементирующего" начала столь велика, что имеет смысл придать ему статус основополагающего информационного принципа. Эту же точку зрения разделяют ведущие современные исследователи, например, К.К.Колин.

Принцип информационного управления можно рассматривать как расширение и углубление кибернетического аспекта информатики. Значимость этих вопросов для общего образования была подчеркнута В.С. Ледневым еще в 60-х годах ХХ века. Разработанную им вместе с А.А.Кузнецовым программу факультативного курса "Основы кибернетики" (Математика в школе, №1, 1975) можно рассматривать как первою общеобразовательную реализацию принципа информационного управления, хотя в их работах в большей степени речь шла об информационных основах управления. Само же управляющее воздействие в значительной мере рассматривалось как материальное.

В информационной цивилизации кибернетический аспект информатики приобретает качественно иные черты. На первый план выходит именно информационное управление, когда воздействие на управляющей объект осуществляется посредством информации. При этом определяющую роль играют свойства информации. Для информационного общества характерны также иные способы управления, не укладывающиеся в общую кибернетическую схему.

К ним можно отнести "управление через нестабильность". Суть его заключается в применении малых воздействий в точках нестабильности, в частности, точках бифуркаций. Исследование этих вопросов осуществляется в рамках т.н. "теории катастроф" (Р.Том, В.И. Арнольд, Ю. Мозер и др.) имеющей приложения в самых различных областях человеческой деятельности.

В частности, наличие точек бифуркации в данной системе говорит о том, что в ней принципиально невозможно предугадать развитие процесса, а, следовательно, эффективно реализовать технологическую цепочку в ее традиционном понимании, т.е. при формальном осуществлении каждого шага. Это говорит о том, что каждый шаг технологического процесса должен быть осмыслен и скорректирован в зависимости от текущей обстановки. Это может быть сделано только на основе построения и анализа информационных моделей. Изучению этих аспектов управления посвящена, в частности, диссертация С.Л.Гуляковой (2007).

Философский аспект. Этот аспект, по сути, раскрывает суть коммуникаций как передачу и трансформацию знаков. Без ясного понимания структуры знака невозможно полноценно осуществлять коммуникацию и, следовательно, реализовать потребность учащихся в общении.

Вопросами изучения знаков и знаковых систем занимается наука семиотика, созданная философом Ч.С.Пирсом. Одним из центральных понятий этой науки является т.н. треугольник Фреге, который по нашему мнению необходимо в той или иной мере включить в содержание общеобразовательного курса курса информатики. Значение треугольника Фреге для понимания информационного составляющей окружающего мира вполне сопоставимо с формулой Е=mс², раскрывающий глубинную суть его физической природы.

Треугольник Фреге фиксирует три фундаментальные составляющие нашего мировосприятия: реальные объекты - дентотаты (в самом широком понимании термина «реальность»); знаки, замещающие эти объекты и смысловые составляющие этих знаков. С помощью этой конструкции можно прояснить множество самых разнообразных понятий и фактов окружающего мира: от команды присваивания, до инфляции.

Психологический аспект. Особенности восприятия и переработки информации человеком должны, на наш взгляд, занимать одно из центральных мест в общеобразовательном курсе информатики, построенном на деятельностной основе. Учащийся должен, с одной стороны, хорошо понимать, как окружающая информация действует лично на него, с другой - уметь использовать особенности восприятия информации для решения учебных и практических задач. Хотя существует значительное число исследований, посвященных особенностям восприятия и переработки информации человеком (Г.Смолян, В.Н.Устинов и др.), собственно методических исследований в этом направлении сравнительно не много (Ю.Ю.Власова, Г.В.Грачев и др.).

С точки зрения коммуникативный деятельности важным, на наш взгляд, является следующий момент.

Восприятие информации проходит по семи основным каналам: слуховому, зрительному, тактильному, осязательному, обонятельному, мышечному и вестибулярному. Человеческое сознание концентрирует вместе, соединяет в единый образ информацию, пришедшую по различным каналам. Одновременное использование всех информационных каналов - зрительных, слуховых, тактильных, что характерно для современных информационных продуктов и телекоммуникационных технологий, создает переизбыток информации. Это резко сокращает время, необходимое на ее усвоение, тем самым человек лишается возможности критически оценить поступающую информацию. В этом можно усмотреть причину превалирования операционального аспекта информации.

Технологический аспект. Этот аспект, на наш взгляд, включает в себя два момента:

- освоение и использование телекоммуникационных технологий, в частности, поисковых машин;

- умение грамотно составить обращение к собеседнику или запрос к удаленному серверу с целью получения необходимой информации.

В первом случае речь идет об освоении конкретных программных средств, что, как правило, не вызывает проблем у учащихся. Во втором случае необходимо построить модель, в соответствии с поставленной целью.

В настоящее время тема моделирования находится в центре внимания многих специалистов по методике обучения информатике и других предметов (А.А.Кузнецов, С.А.Бешенков, Е.А.Ракитина, К.К.Колин, А.Г.Гейн, А.Г.Мордкович, Н.В.Макарова и др.).

Однако кроме построения и изучения моделей в коммуникационной деятельности важное значение имеет их интерпретация, которая в современных курса информатики не получила достаточного развития. Представляется, что в общеобразовательном курсе информатики, построенном на деятельностной основе этим вопросам необходимо уделить большее внимание.

Таким образом, рассматривая различные аспекты коммуникативной деятельности мы, тем самым, получаем возможность раскрыть особенности познавательной и преобразовательной деятельности, свойственные информационной цивилизации.

Третья глава «Развитие системы понятий общеобразовательного курса информатики, в рамках деятельностного подхода» посвящена формированию содержания курса информатики на основе задачно - коммуникационного подхода, по выделенным в предыдущей главе содержательным линиям.

Особенность отечественного курса информатики заключается, в частности, в том, что в нем одновременно действуют несколько, существенно различных концепций информатики, реализованных в соответствующих учебниках. Условно эти концепции можно разделить на следующие:

- алгоритмическую (программистскую), которая ядром обучения информатики видит освоение языков программирования;

- технологическую, ориентированную на освоение и применение компьютерных средств в различных ситуациях;

- общеобразовательную, в которой подчеркивается важность изучения всех сторон информатики.

В настоящее время сложилось несколько методических подходов к развертыванию содержания общеобразовательного курса информатики. Она отражают, с одной стороны, авторскую позицию, с другой - логику развития взгляда на информатику в рамках одной из названных концепций. В соответствии с этими концепциями можно выстраивать логику изложения положив в основу:

- компьютер;

- информацию;

- информационные процессы.

В общеобразовательном курсе информатики в рамках деятельностного подхода, целесообразно, на наш взгляд, придерживаться иной логики.

Поскольку основной деятельностью учащихся, как учебной, так и практической является решение задачи, в основу построения курса информатики целесообразно положить понятие «задачи» (этот подход был впервые предложен Е.А.Ракитиной).

Любая задача, независимо от содержания, имеет вполне определенную схему. Действительно, каждая задача имеет определенную цель, т.е. то, ради чего она делается. Очень важно еще до начала решения задачи иметь представление о возможном результате. Например, ставя цель описания движения материальной точки, мы в результате должно получать некоторое уравнение движение. Какое именно, - зависит от конкретных условий задачи. Условия задачи включаю в себя: некоторые данные либо описание ситуации. Решение задачи представляет собой некоторый процесс, который включает в себя методы и средства решения.

Особенность реализации данной схемы в окружающей учащегося информационной среде состоит в следующем:

- учащийся может уточнять данные или ситуация используя средства связи;

- с помощью этих же средств учащийся может организовать поиск методов решения задачи;

- найденные методы, как правило, могут быть реализованы на компьютере.

Таким образом, понятием «задачи» необходимо рассматривать в связке с понятиями «коммуникация» и «коммуникативная деятельность». Этот подход мы в дальнейшем будем называть задачно - коммуникационным подходом.

Стоит подчеркнуть, что информация, необходимая для решения и полученная в результате коммуникативной деятельности, во - многом, носит операциональный характер и, как правило, не может быть соотнесена ни с какими знаниями. При таком подходе невозможно, в частности, получить адекватное представление о целях задачи и результатах, полученных в ходе ее решения. Для того чтобы в потоке такой информации наладить системные связи, т.е. приблизить ее к знаниям, необходима специальная методика, например, выявление общих моделей и методов решения различных задач.

Для того, чтобы операциональная информация в ходе решения задач трансформировалась в знания необходимо некоторое уточнение самого понятия информации, чтобы можно было бы точно сказать что такое «операциональная информация» и что такое «информация - знание».

В нашем исследовании обосновано, что такое уточнение можно осуществить опираясь на фундаментальные исследования выдающегося философа и лингвиста Ч.Морриса о представлении информации в трех планах: синтаксическом, семантическом (смысловом), прагматическом (отношения субъекта к информации).

Эти три плана имманентно присутствуют в понятии информации, независимо от принятой позиции того или иного автора. Разумеется, понятие информации не исчерпывается этими аспектами, но более тонкие моменты составляют более высокую "степень приближения", которая при рассмотрении многих задач может быть отброшена. В этом плане данный прием напоминает способ изучения функции путем ее замены многочленом из начального разложения в ряд Тейлора.

При таком подходе операциональную информацию можно понимать как информацию, данную в первом, синтаксическом приближении, что близко к пониманию информации К.Шенноном (информация как набор знаков). Что касается информации, которую можно соотнести со знанием, то в ней, как минимум присутствует семантический аспект.

Следует подчеркнуть, что в задачно-коммуникационном подходе заключены методические возможности трансформации операциональной информации в информацию - знание. В частности, именно в ходе информационного обеспечения решения задачи возникают мотивировки многих понятий информатики, которые при традиционном подходе остаются «за кадром». Проиллюстрируем это конкретным примером.

Одним из основных понятий информатики является, как известно, понятие алгоритма. В традиционной формулировке алгоритм понимается как «точное и понятное предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение поставленной цели или получению конкретного результата» Основы информатики и вычислительной техники. Учебное пособие под ред. А.П.Ершова и В.М. Монахова. М.: Просвещение, 1985. Далее рассматриваются его свойства (дискретность, результативность массовость и др.), способы записи, язык программирования и реализация на компьютере.

Такое изложение, на наш взгляд, страдает многими недостатками. Само понятие алгоритма приходит к учащимся без должной мотивировки. Рассмотрение же многочисленных примеров алгоритмов, подкрепленных реализацией на компьютере, приводит к совсем неверному выводу (который, в реальности, присутствует у большинства школьников), что «все на свете является алгоритмом». Если в дальнейшем они узнают, что существуют алгоритмически неразрешимые проблемы, для них это будет не более чем математической теоремой.

Известная методика «исполнителей» позволяет учащемуся «поработать» с этим понятием, уйти от математической формы записи алгоритмов, что делает его понятным очень большому числу школьников. Это - несомненное достоинство данной методики.

С другой стороны, очень важные содержательные, социальные, мировоззренческие аспекты алгоритмизации выпадают из поля зрения и рассматриваются только в рамках профильного уровня старшей школы.

Основываясь на задачно - коммуникационном подходе, можно выстроить следующую логику введения понятия алгоритма.

1. Человек издавна преобразовывает окружающий его мир, естественно, у него возникает потребность передать способы этого преобразования другим людям, другим поколениям.

2. Если описать способ такого преобразования на естественном языке могут возникнуть следующие проблемы:

а) описание может оказаться не понятым;

б) сам способ, в силу каких - либо обстоятельств, может оказаться не реализуемым;

в) результат выполнения может не совпасть с ожидаемым.

Тем не менее, если с помощью каких-либо приемов станет возможным избежать «опасностей» а), б), в), то такое описание будем называть алгоритмом. Это определение является эквивалентной переформулировкой приведенного выше формального определения. Мотивы введения понятия алгоритма теперь уже совершенно ясны. При этом даже в первом приближении, понятно, что не все описания способов преобразования чего-либо являются алгоритмами.

Для ряда учащихся такого понимания алгоритма может оказаться вполне достаточным. Учащиеся в большей степени ориентированные на информатику, используя ряд общенаучных принципов, например, основной тезис формализации, могут (как правило, с помощью учителя) получить более точное и полное представление об алгоритмах. При этом преподаватель всегда может контролировать степень доступного для учащихся углубления в данную тему.

Содержание общеобразовательного курса информатики, построенного в русле деятельностного подхода, целесообразно определять через деятельность, которую необходимо сформировать по завершении изучения этого курса, т.е. через систему требований к уровню их подготовки. При этом задачно-коммуникативный подход обеспечивает выполнения «принципа соответствия» между сложившимся содержанием курса информатики основной школы, ориентированного, в основном, на развитие информационной технологии решения задач, т.е. на реализацию логики «от информационных процессов к информационным технологиям» и расширяющим его содержанием, с опорой на коммуникацию, сформулированным в рамках данного исследования. Приведем основные требования к уровню подготовки школьников, закончивших изучение общеобразовательного курса информатики, построенного в рамках деятельностного подхода с опорой на коммуникативную деятельность.

По завершению изучения общеобразовательного курса информатики учащийся должен:

Первое:

§ строить решение задачи в соответствии с общей схемой;

§ выбирать источники необходимой для решения задачи информации (средства массовой информации, электронные базы данных, информационно-телекоммуникационные системы, сеть Интернет и др.);

§ использовать основные научные принципы для структурирования полученных данных;

§ строить тезаурус предметной области, связанной с данной задачей;

§ строить модели задачи (выделять исходные данные, результаты, устанавливать соотношения между ними, отражать эти отношения с помощью формул, таблиц, графов);

§ строить модели решения задачи (алгоритмы);

§ определять возможность использования компьютерных программ для решения данной задачи;

§ использовать средства информационных технологий при решении возникающих задач.

Второе:

§ выбирать язык представления информации в соответствии с данной целью;

§ самостоятельно строить простейшие языки для описания данной предметной области с целью ее однозначного понимания в процессе коммуникации;

§ определять формы представления информации, отвечающие данной задаче (таблицы, схемы, графы, диаграммы);

§ преобразовывать одну форму представления в другую без потери смыслы и полноты информации;

Третье:

§ рефлектировать цели информационной деятельности;

§ использовать информационные стереотипы при решении задач;

§ вносить изменения в информационные стереотипы при решении нестандартных задач;

§ использовать информационный резонанс в процессе организации коммуникативной деятельности;

Четвертое:

· формировать запрос на поиск информации в основных хранилищах информации, в том числе автоматизированных;

· осуществлять поиск информации в Internet с помощью программ навигации (браузеров) и поисковых программ;

· передавать информацию по телекоммуникационным каналам, соблюдая соответствующие нормы и этикет, пользуясь телефоном, электронной почтой и др.

· организовывать телекоммуникационное взаимодействие различных субъектов для решения возникающих задач.

Эти требования могут быть реализованы в рамках различного содержания, которое может быть разработано, например, с учетом потребностей данного региона или учебного заведения. В четвертой главе приведены пример локальной реализации основных требований в элективных курсах на старшей ступени общеобразовательной школы.

В четвертой главе «Общие подходы к реализации содержания общеобразовательного информатики, построенного на задачно - коммуникативном подходе» рассматриваются основные этапы внедрения содержания названного курса в современную систему обучения информатики.

Как уже подчеркивалось, в настоящее время одновременно действуют несколько, существенно различных концепций общеобразовательных курсов информатики. Это создает большие трудности для учащихся и преподавателей, в частности при проведении итоговой аттестации. В этой ситуации немедленное введение нового содержания общеобразовательного курса информатики вряд ли целесообразно. Более естественным, на наш взгляд, является последовательная реализация основных положений концепции общеобразовательного курса, рассмотренного в рамках данного исследования через систему элективных курсов.

В рамках данного исследования были разработаны три элективных курса, в которых реализованы различные компоненты разработанного содержания общеобразовательного курса информатики:

«Информационное моделирование в познании и общении»;

«Психология информационных процессов»;

«Коммуникации и проблема устойчивого развития общества».

Рассмотрим содержание первого и второго курсов более подробно.

Как известно, понятие модели является одним из основных понятий современного курса информатики. Это, в частности, подчеркивается в общеобразовательном стандарте 2004 г. Вместе с тем, в существующих на сегодняшний день учебниках информатики многие существенные аспекты моделирования, особенно в плане коммуникативной деятельности, раскрыты недостаточно. При этом с понятием модели учащийся чаще всего сталкивается именно в процессе общения.

В разработанном нами элективном курсе акцент делается на изучение характерных для коммуникативной деятельности слабо формализуемых, мягких моделей, которые, тем не менее, позволяют делать содержательные выводы о коммуникативном процессе и участвующих в нем объектах. Как нам представляется, в общеобразовательном курсе информатики необходимо подчеркнуть важность именного такого типа моделей.

Как утверждал В.И.Арнольд, успех приносит, не столько применение готовых рецептов (жестких моделей) сколько модельный подход к явлениям реального мира.

Качественный, информационный анализ ситуации очень часто оказывается более важным и продуктивным чем построение и исследование формализованной модели.

Курс «Информационное моделирование в познании и общении» является «полигоном» для методической апробации гипотезы о целесообразности широкого изучения этого типа моделей.

Тематический план этого элективного курса представлен в таблице 1.

Таблица 1

Тематический план элективного курса «Информационные модели в познании и общении».

Название темы	Содержание
Понятие модели. Жесткие и мягкие модели. Информационные модели.	Моделирование как инструмент познания окружающего мира и общения между людьми. Интерпретация моделей. Основные этапы построения моделей. Жесткие и мягкие модели. Примеры. Модель Кондорсе. Модели оптимизации. Мягкое моделирование - искусство получения надежных выводов из анализа малонадежных моделей.
Информационные модели в познании	Восприятие и описание как два типа познания. Знаки. Слова и алфавиты. Тексты. Структурные и динамические модели. Исследование структурной устойчивости динамических моделей. Катастрофы. Простейшая классификация катастроф. Содержательные выводы. Простейшая модель банковской системы. Условия стабильности. Моделирование кризиса (нарастание нестабильности).
Информационные модели коммуникационного процесса	Общая схема коммуникации. Предметные области источника и приемника информации. Необходимые условия успешной коммуникации. Значение коммуникативной деятельности в современном обществе. Информированность и плотность коммуникаций. Понятие виртуальности

В условиях направленности обучения на развитие личности учащихся, на наш взгляд, принципиальную важность приобретает изучение и использование психологических аспектов протекание информационных процессов. Становление информационного общества характеризуется, прежде всего, развитием и повсеместным использованием информационных технологий. Общеизвестно, какие блага они приносят, но, с другой стороны, пока еще очень мало говорится о том, что информационные технологии привели к "компьютероморфному" мировоззрению, когда человек видится неким сложным устройством по переработке информации, причем в точном соответствии с архитектурой и функционированием компьютера. Этот безусловный дефект информатизации должен быть своевременно исправлен, причем на этапе общеобразовательной школы.

Более того, практика показала, что правильное понимание информационных процессов на "человеческом" уровне позитивным образом влияет на развитие личности учащихся. В частности, такое понимание способствует лучшей ориентации учащихся в окружающем их информационном пространстве, учит более полно и адекватно интерпретировать слова другого человека, более "информационно" читать книги, наконец, избегать огромного количества информационных "вирусов", которыми насыщено информационное пространство и которые могут оказывать неблаготворное влияние на психику. Одной из первых работ в этом направлении было исследование Ю.Ю. Власовой, которое послужило ориентиром для определения содержания элективного курса «Психология информационных процессов».

Тематический план этого курса представлен в таблице 2.

Таблица 2.

Тематический план элективного курса «Психология информационных процессов»

Название темы	Содержание
Введение	Понятие информации. Компьютер как устройство для сбора, хранения и переработки информации. Человек как биологическая самоорганизующаяся система. Сознание - фактор, определяющий активность системы по отношению к окружающей среде.
Сбор информации человеком	Понятие сигнала. Органы чувств - важнейший инструмент восприятия информационных сигналов человеком. Характеристика основных органов чувств. Интуитивный способ получения информации. Информационные барьеры, их классификация. Общая характеристика психологических условий, необходимых для восприятия информационного сигнала: соответствие актуальным личностным целям, склонностям, интересам; направленность и устойчивость внимания; отсутствие психологических барьеров. Понятие фокусировки. Потери информации. Информационный резонанс как один из видов информационных барьеров. Механизм возникновения информационного резонанса: система фундаментальных потребностей личности; постановка цели деятельности как процесс "опредмечивания потребности" (А.Н.Леонтьев); направленность деятельности на цель; отсечение "информационного шума".
Хранение информации человеком	Память, виды памяти - кратковременная и долговременная. Оптическая голография - модель способа хранения информации в сознании человека. Модель. Создание модели представлений о явлении. Обратная связь, уточнение модели. Понятие информационного стереотипа.
Преобразование информации человеком	Задача. Использование информационных стереотипов для решения задачи. Творческий подход к решению задачи. Понятие психологического выбора. Личностные факторы, обусловливающие результат психологического выбора: направленность личности, система ценностных ориентиров, степень психологической и гражданской зрелости личности.
Основы информационной безопасности личности	Оценка информации человеком. Обоснование необходимости сознательного контроля за поступающей информацией. Критерии оценки информации и способов ее представления. Способы предотвращения разрушающего влияния информации на психику (обзор важнейших техник психологической коррекции). Основные принципы самостоятельной психокоррекции.

Экспериментальная работа проводилась по двум направлениям.

Проверка основных теоретических положений, так или иначе связанных с определением содержания и структуры общеобразовательного курса информатики, построенного в русле деятельностного подхода с опорой на понятие коммуникативной деятельности.

Эта проверка включала в себя: анкетирование, опросы, беседы со школьными учителями информатики, преподавателями и выпускниками вузов, специалистами в области информатики. Результаты анкетирования обрабатывались с применением методов кластерного анализов и метода экспертных оценок. На основании полученных результатов была произведена качественная оценка наполнения основных разделов курса: понятийный аппарат, научные факты, закономерности, способы деятельности и пр.

Параллельно с этой работой проводилась серия педагогических экспериментов по оценке эффективности разработанного содержания обучения в плане реализации на его основе сформулированных выше требований. Приведем качественные выводы, полученные на основе статистической обработки экспериментальных данных.

По нашему мнению основными критериями, по которым можно судить об эффективности предлагаемого содержания являются:

§ умение систематизировать получаемую в процессе коммуникаций информацию, прежде всего с помощью построения тезауруса данной предметной области и применения основных научных принципов, позволяющих структурировать поступающие данные. Это может служить критерием эффективности познавательной деятельности.

§ умение использовать психологические особенности восприятия и переработки информации человеком для решения типовых и нестандартных задач, осуществлять управление информационными процессами в условиях нестабильности окружающей информационной среды, что указывает на сформированность преобразовательной деятельности, адекватной реалиям современной информационной цивилизации.

При этом как познавательная, так и преобразовательная деятельность опираются, в первую очередь, на коммуникативную деятельность.

Основной экспериментальной базой были средние общеобразовательные школы гг. Череповца, Тамбова, Железнодорожного.

Одним из важных навыков, которые необходимо сформировать в общеобразовательном курсе информатики, построенного на деятельностной основе с опорой на коммуникативную деятельность, является умение правильно поставить задачу, организовать технологическую цепочку по ее решению с использованием психологических стереотипов и коммуникационных технологий как инструмента информационной поддержки. Как показал эксперимент менее половины старшеклассников в состоянии правильно поставить задачу и сформировать адекватную последовательность действий, приводящих к ее решению. Данные результаты и послужили поводом для включения в содержание обучение вопросов, связанных с изучением структуры задачи, а также умений анализировать, структурировать, формализовать данные об окружающей человека среде, в частности социально-экономические данные. Включение вопросов, связанных с освоением общей структуры задачи ее информационного обеспечения с использованием методов и средств коммуникаций, позволило качественно поднять уровень преобразовательной деятельности сделать ее по- настоящему осмысленной.

Наиболее важным и сложным моментом в экспериментальной работе была проверка системности сформированных в процессе познавательной, коммуникативной и преобразовательной деятельности представлений.

Несмотря на то, что системность выступает общедидактическим принципом, крайне мало методических работ, в которых сформулированы подходы к оценке системности знаний как результата обучения. В своих экспериментальных исследованиях мы базировались на дидактических основах формирования системности знаний старшеклассников, разработанных Л.Я. Зориной.

В соответствии с ее методикой системность знаний оценивается по следующим параметрам:

1) понимание объекта и предмета изучения;

2) владение основными понятиями изучаемой теории;

3) знание основных положений (законов, закономерностей) данной теории;

4) знание научных фактов, лежащих в основе этих положений;

5) умение получать важные следствия из сформулированных законов;

6) описание явлений, которые можно предсказать на основе изучаемой теории;

7) понимание границ применимости данной теории.

При оценке сформированности представлений информатики, полученных в процессе коммуникативной, познавательной и преобразовательной деятельности целесообразно, на наш взгляд, расширить список приведенных параметров, дополнив его следующими параметрами:

8) знание основных информационных принципов;

9) умение найти связи между синтаксическим, семантическим и прагматическими аспектами информации;

10) умение построить и на качественном уровне исследовать информационную модель, относящуюся к данной предметной области;

11) уметь сформулировать проблему, относящуюся к данной предметной области на языке объектов и отношений.

В процессе эксперимента учащимся предлагалось выполнить задания не только осуществление перечисленных выше требований, но и владение системным видением проблемы, пониманием общих принципов структурирования информации.

Результаты контрольных опросов подтвердили, что хороший уровень системности сформированных представлений, а также их нацеленность на реализацию познавательной, коммуникативной и преобразовательной деятельности.

В целом опытно-экспериментальная работа подтвердила правильность гипотезы исследования и положений, выносимых на защиту.

Основные выводы диссертационного исследования прошли многолетнюю педагогическую апробацию в общеобразовательных школах, средних технических учебных заведениях, государственных университетах городов Вологды и Череповца.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В результате проведенного исследования были получены следующие основные результаты.

1. Было показано, что современный общеобразовательный курс информатики целесообразно строить на основе подхода, при котором его ключевые понятия и положения определяются путем раскрытия содержания информационных аспектов основных видов учебной деятельности. Это в максимальной степени соответствует деятельностному подходу, который в настоящее время является доминантой современного образования, что в частности зафиксировано в концепции общеобразовательного стандарта второго поколения.

2. Обосновано, что полнота представления предметной области информатики при данном подходе может быть обеспечена путем выбора такой учебной деятельности, которая одновременно является ведущей для других видов учебной деятельности и является системообразующим видом информационной деятельности в окружающем человека социуме. В этом случае раскрывая смысл этой учебной деятельности, мы одновременно формируем представления, необходимые для раскрытия содержания предметной области информатики. Как показывают современные психологические и социологические исследования, названными свойствами обладает коммуникативная деятельность.

3. Показано, что систему понятий общеобразовательного курса информатики можно получить путем раскрытия гносеологического, философского, психологического, технологического аспектов коммуникативной деятельности. Эта система понятий достаточна для адекватного представления предметной области информатики в общеобразовательном курсе. С другой стороны, такая система понятий не является единственно возможной, что позволяет строить содержание общеобразовательного курса информатике на вариативной основе.

4. Показано, что названные компоненты дают следующий вклад в его содержание общеобразовательного курса информатики:

- гносеологический аспект раскрывает особенности познавательной деятельности в современной информационной цивилизации, где главный источник информации - это электронные банки данных и сеть Интернет. Возникающая при этом проблема структурирования информации может быть решена на основе использования общенаучных принципов таких как: принцип редукционизма, принцип симметрии и др.;

- философский аспект подчеркивает исключительную важность знакового представления информации, особенно в процессе коммуникации, а также связь объекта, замещающего его знака, смысла, который имеет этот знак (треугольник Фреге);

- психологический аспект коммуникаций акцентирует внимание на особенностях восприятия и переработки информации человеком, которые важны в частности, для обеспечения личной информационной безопасности;

- технологический аспект подчеркивает важность не только освоения коммуникационных технологий, в частности, поисковых машин, но и грамотного составления запросов к удаленным банкам данных, что предполагает развитие у учащихся модельных представлений.

Каждый из этих аспектов определяет содержательную линию общеобразовательного курса информатики. При этом само содержание задается требованиями к уровню подготовки школьников, закончивших изучение общеобразовательного курса информатики, построенного в рамках деятельностного подхода с опорой на коммуникативную деятельность.

5. Обосновано, что наиболее целесообразным методическим подходом, позволяющим, с одной стороны, с большой полнотой реализовать содержание общеобразовательного курса информатики, построенного на основе коммуникативной деятельности, с другой - обеспечить преемственность с действующим курсом информатики является задачно - коммуникационный подход.

6. Показано, что в содержании общеобразовательного курса информатики, построенного на основе коммуникативной деятельности, по сравнению с содержанием действующих курсов, значительное внимание целесообразно отвести следующим вопросам: «мягким моделям», информационному управлению в условиях нестабильности; психологии информационных процессов.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Монографии, методические пособия

1. Шутикова М.И. Изучение социальных аспектов информатики в общеобразовательной школе и вузе [Текст] / М.И.Шутикова. Омск. - 2007 - 150 с.

2. Шутикова М.И. Моделирование работы в профессионально-ориентированном пакете 1С: Предприятие. Методическое пособие [Текст] / М.И.Шутикова. Череповец. - 2004.- 40 с..

3. Шутикова М.И. Компьютерное моделирование. Методическое пособие [Текст] / М.И.Шутикова.- М.: ИСМО РАО.- 2006 - 54 с..

4. Шутикова М.И. Коммуникативная деятельность - основа содержания курса информатики [Текст] / М.И.Шутикова.- М.- 2008.- 87 с.

Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК для размещения материалов докторских диссертаций

...