Подготовка учащихся к государственной итоговой аттестации по информатике и информационно-коммуникационных технологиях

Размещено на http://www.allbest.ru/

О подготовке учащихся к ГИА (ОГЭ) по информатике и ИКТ

Козлов Сергей Валерьевич, кандидат наук, доцент

Смоленский государственный университет

Аннотация

В статье обсуждается структура экзамена по информатике и ИКТ за курс средней школы. Автором анализируется тематика и содержание заданий, представленных в экзаменационном тесте. Раскрывается сущность отдельных тестовых заданий и специфика подготовки к экзамену.

Подготовка в 9 классе к экзаменам за курс средней школы является неотъемлемым элементом в системе общего образования. Школьники должны сдать два обязательных экзамена по математике и русскому языку, а также остановить свой выбор на предметах, входящих в блок их профессиональной подготовки [1, 2]. Это позволит им заложить фундаментальную базу предметных знаний для последующего выбора профиля обучения в старших классах, а затем и соответствующего данному направлению подготовки вуза.

В классах физико-математического профиля таким предметом выступает информатика. Подготовка к экзамену может осуществляться на элективных занятиях или кружках в школе, либо на занятиях предметной подготовки в системе дополнительного образования [3, 4]. В любом случае успешная сдача экзамена предполагает цикл дополнительных занятий, которые раскрывают специфику заданий ГИА (ОГЭ) по информатике [5].

Остановимся на отдельных аспектах подготовки к экзамену по информатике в форме ГИА (ОГЭ) и проанализируем его задания. Тематика тестовых заданий соответствуют дидактическим линиям обучения школьников информатике и ИКТ в средней школе [6]. Однако отметим тот факт, что ряд тестовых заданий требуют специального разбора ввиду их формулировок и требований, предъявляемых к их решению.

Целесообразно разбить все тестовые задания по темам, как это сделано в кодификаторе [7, 8, 9]. Это будут «Представление информации в компьютере», «Основы логики», «Информационно-коммуникационные технологии» и «Алгоритмизация и программирование». Организовать обучение на дополнительных занятиях лучше именно в данной последовательности. Это обусловлено тем фактом, что знания первых двух тем нередко требуются при решении отдельных типов заданий тем последующих.

Тема «Представление информации в компьютере» требует от школьника знаний о позиционных системах счисления и теории информации. Учащиеся должны уметь оперировать числами в различных системах счисления и вычислять объем текстовых сообщений.

При выполнении действий с числовыми данными, как правило, достаточно знать правила перевода из десятичной системы счисления в двоичную систему и обратно [10]. Однако целесообразно научить школьников общему правилу перевода из десятичной системы счисления в систему счисления по основанию N и обратно. Также учащимся следует освоить алгоритмы перевода чисел в системах счисления, основания которых связаны через целые показатели степени меньшего основания.

Этот способ можно продемонстрировать на примерах выделения триад и тетрад при переводе чисел из двоичной системы счисления в восьмеричную и шестнадцатеричную системы соответственно. Знание этих приемов позволит ученикам в дальнейшем выбирать рациональные способы решения более сложных заданий данной тематики. Умения, полученные школьниками, составят основу для дальнейшего углубленного изучения темы «Системы счисления», знания которой требуются при выполнении заданий других разделов информатики, например темы «Компьютерные сети» [11].

Вычисление объема текстового сообщения предполагает знание двух формул 2ⁱ=N и I=K*i. В этих формулах i - информационный объем одного символа алфавита, N - мощность алфавита, K - количество символов в тексте, I - информационный объем текстового сообщения. Задания, представленные школьнику, могут быть в нескольких вариациях. Например, зная N и K вычислить объем сообщения, или, по заданному объему сообщения и количеству символов в нем вычислить мощность алфавита.

Также в ОГЭ присутствует задание на вычисление объема информации переданного по компьютерной сети. Для его решения необходимо знать формулу I=v*t, где v - скорость передачи сообщения, t - время передачи сообщения, I - информационный объем (размер) файла. В решении требуется вычислить значение неизвестной величины по двум другим заданным величинам [12]. При этом задача состоит из двух действий - вычисления изначально неизвестной величины и определения нового значения одной из величин в изменившихся условиях. В решении также проверяется умение переводить единицы измерения из основных в производные, например, секунды в минуты или биты в килобайты. Задания более высокого уровня сложности по данной тематике в ОГЭ не встречаются, они составляют основу тестовых заданий по информатике в 11 классе. При этом умения решать задания повышенной сложности закладываются именно при изучении темы «Измерение количества информации» в средней школе.

Изучение темы «Основы логики» закладывает у учеников знания о логических функциях - отрицании (НЕ), конъюнкции (И), дизъюнкции (ИЛИ), импликации (ЕСЛИ … ТО) и эквивалентности (ТОГДА И ТОЛЬКО ТОГДА) - и умения их использовать при решении различных задач данного типа. Для решения заданий ОГЭ достаточно уметь оперировать первыми тремя из них, однако целесообразно уже в классах средней школы познакомить учеников со всеми логическими функциями из вышеперечисленных. Формально в ОГЭ задание на тему «Основы логики» одно. Оно требует умения определять значение логического выражения составного типа, в котором простые высказывания или их отрицания связаны в сложное высказывание с помощью логических функций конъюнкции или дизъюнкции. Например, указать из приведенного списка такое значение переменной x, для которого ложно высказывание НЕ (x < 16) ИЛИ (x < 15).

Однако, как и знания по теме «Системы счисления», знания основ логики требуются при решении ряда других заданий. Например, оперирование данными в табличном процессоре MS Excel зачастую предполагает наличие умения построения функций отбора, в которых используются логические функции. А в системе управления базами данных MS Access - по известному логическому запросу найти соответствующее ему количество записей таблицы. Также примером может служить задание на осуществление запросов в сети Интернет. В этих тестовых заданиях ученикам предлагается расположить запросы к поисковому серверу в сети Интернет в порядке возрастания или убывания. Каждый из запросов представляет собой логическое выражение, которое составлено из слов или словосочетаний, объединенных логическими функциями И (&) либо ИЛИ (|). Решение данного задания предполагает умение интерпретировать логические выражения в теоретико-множественные операции пересечения и объединения и построения диаграмм Эйлера-Венна. Без знания логических функций, их интерпретации и умения ими оперировать решение таких тестовых заданий становится для ученика значительно более трудными или задания вовсе переходят для него в класс неразрешимых задач [13].

Также стоить заметить, что умение логически мыслить необходимо в любой области знаний [14]. Не является здесь исключением и область информатики и информационно-коммуникационных технологий в целом, а в частности ее другие задания ОГЭ не требующие напрямую знаний основ логики.

Остальную часть заданий составляют знания двух основных дидактических линий школьной информатики - «Информационно-коммуникационные технологии» и «Алгоритмизация и программирование» - приблизительно в равной пропорции. Задания дидактической линии «Информационно-коммуникационные технологии» охватывают следующую тематику:

· файловая организация данных;

· кодирование и декодирование информации;

· описание реальных объектов и процессов в виде таблиц;

· исследование формульных зависимостей в электронных таблицах;

· поиск информации в базе данных по заданному условию;

· представление информации в виде схем;

· файловая адресация в компьютерных сетях.

Тестовые задания по данным темам можно охарактеризовать как задания средней сложности [15, 16]. Они не требует дополнительной углубленной предметной подготовки. Для успешного выполнения данных заданий достаточно знание на базовом уровне школьного материала по этим темам, умение логически рассуждать и владение базовыми вычислительными навыками в области математики.

Так, например, темы «Файловая организация данных» и «Файловая адресация в компьютерных сетях» подразумевают у учащихся компетентное представление о файловой структуре [17]. Школьники должны знать, как задать краткий и полный путь к файлу на жестком носителе и в компьютерной сети. Также они должны уметь перенести свои умения перемещаться между папками файловой системы на запись пути при копировании или перемещении информации на компьютере.

Тема «Кодирование и декодирование информации» предполагает владение навыками шифрования и дешифрования информации, представленной с помощью различных языковых систем [18]. Как правило, такое тестовое задание требует расшифровки сообщения, записанного в виде различных символов или знаков некоторого алфавита. После расшифровки нередко необходимо указать общее число символов в расшифрованном сообщении. экзамен информатика школьник вычислительный

Описание табличных данных занимает центральное место сразу в нескольких темах дидактической линии информационно-коммуникационных технологий [19]. В тестовом задании на описание реальных объектов и процессов в виде таблиц требуется найти соответствие между данными, представленными графическим и табличным способами. Другой вариант того же задания предполагает по данным таблицы, в которой заданы протяженности дорог между населенными пунктами, найти кратчайшее расстояние из одного пункта в другой. И в той, и в другой форме ученик должен при решении тестового задания продемонстрировать умение преобразовывать информацию из одной формы в другую.

При исследовании формульных зависимостей в электронных таблицах проверяется владение тем же навыком. Только сопоставлять данные следует между формульными величинами и данными диаграммы, представленными в тестовом задании на рисунке. Ученик сначала должен подставить в формулы заданного диапазона ячеек электронной таблицы известные числовые величины и провести вычисления. Затем по делению диаграммы на части определить пропорциональные соотношения между ними, после чего выбрать, какое из полученных табличных значений соответствует той или иной области. Анализ данных позволит определить числовое значение, которое требуется восстановить в задании в пустой ячейке. Для получения окончательного ответа необходимо соотнести это числовое значение с одной из формул, представленных в ответе тестового задания.

Тестовое задание на представление информации в виде схем требует, чтобы ученик продемонстрировал базовые знания и умения по теме «Основы теории графов» [20]. В задании по рисунку, представленному в виде ориентированного графа, необходимо определить количество путей из одной заданной вершины в другую. Для этого следует последовательно вычислять суммарное число путей, входящих в каждую из вершин, считая при этом, что в исходную вершину ведет один путь.

Задания дидактической линии «Алгоритмизация и программирование» охватывают следующую тематику:

· выполнение алгоритма для исполнителя с фиксированным набором команд;

· составление линейного алгоритма для формального исполнителя;

· вычисление значений переменных в линейных алгоритмах;

· циклические алгоритмы;

· обработка числовых массивов данных;

· алгоритмы обработки символьных и числовых последовательностей;

· составление программы на алгоритмическом языке или языке программирования.

Тестовые задания данной дидактической линии предполагают знание учениками базовых алгоритмических структур, умение читать представленные с помощью них программы и владение навыками составления простейших алгоритмов [21]. Задания можно условно разделить на задачи с использованием линейных алгоритмов, алгоритмов ветвления, циклических алгоритмов и их композиций на различных структурах данных.

Первые две темы требуют от ученика двух взаимообратных действий - выполнение заданного линейного алгоритма и собственно составление линейного алгоритма. При решении первого задания следует помнить, что при выполнении вычислений одна и та же переменная может, как находиться слева от знака присваивания, так и справа от него. Это означает, что в выражение подставляется «старое» значение переменной. При этом исходное значение переменной после вычислений заменяется «новым» полученным значением. При решении второго задания наоборот необходимо составить алгоритм для исполнителя по заданным для него линейным командам. Следует учитывать, что при решении данного тестового задания бывает удобным заменить заданные линейные команды противоположными инструкциями. Затем составить алгоритм, приводящий из конечной ситуации в начальную позицию. В ответ при этом записывается обратная последовательность команд для формального исполнителя.

Знание циклических алгоритмов предполагает вычисление суммы или количества значений для заданных переменных. Ученик должен внимательно выполнить, как правило, от шести от одиннадцати повторений цикла и записать в ответ значение переменной, выводимой на экран программы. При этом следует обращать внимание на исходные значения переменных, задаваемых перед циклом, на условие завершения цикла и на формульные зависимости в линейных командах, изменяющих значения заданных величин [22].

Задание на обработку чисел в одномерном массиве подразумевает понимание школьника, что эта структура объединяет множественные однородные данные и обеспечивает более удобный способ доступа к ним. Для этого не надо объявлять множество различных переменных, следует задать массив и обрабатывать значения его элементов, указывая их позиции в нем. В качестве данных массива могут быть представлены значения среднесуточной температуры, количество заданий, выполненных отдельными учениками класса, оценки школьников, количество заказов за определенный период и тому подобное. При выполнении такого задания среди указанного набора данных, как правило, необходимо найти позицию либо значение первого или последнего минимального или максимального элемента массива, найти количество либо вычислить сумму элементов массива, значения которых меньше или больше заданных. Другими словами осуществить по заданному условию среди элементов массива отбор и выполнить с этими элементами операции, представленные в тестовом задании. Таким образом, это тестовое задание характеризует умение школьника осуществлять выбор среди множества заданных числовых значений, а отличительной его чертой выступает умение переформулировать при его решении алгоритмические записи на языке программирования в содержательный контекст задачи [23].

Тематика тестовых заданий на алгоритмы обработки символьных и числовых последовательностей перекликается с заданиями на кодирование и декодирование информации. Отличие состоит в том, что ученику необходимо зашифровать исходное сообщение, записанное в виде цепочки символов, по описанному в тестовом задании алгоритму. При этом алгоритм требуется применить, как правило, несколько раз. Другим видом заданий на эту тему выступают задачи, в которых требуется обработка числовых данных. В качестве таковых предлагаются, как правило, трехзначные, четырехзначные или пятизначные десятичные числа. Правила задачи предполагают, что из цифр таких чисел формируются новые числовые последовательности. Ученику необходимо указать, сколько предъявленных в задании числовых последовательностей удовлетворяют описанным правилам их построения. Стоит отметить, что задание на обработку числовых последовательностей сложнее, чем на обработку символьных. Формулировка задания в таком виде подразумевает не просто применение учеником описанных правил построения цепочек, но и наличие базовых знаний по теме «Системы счисления» и элементарных вычислительных навыков.

Заключительное задание требует от школьника написания алгоритма. Оно предъявляется ему в двух вариантах - на алгоритмическом языке и языке программирования. Эта особенность двух видов отвечает вариативности школьного курса информатики и ИКТ по теме «Алгоритмизация и программирование». При этом задания, что естественно, сопоставимы друг с другом. В обоих вариантах задание предполагает наличие в записи алгоритма одного либо нескольких циклов. В записи на алгоритмическом языке это, как правило, циклы с предусловиями или постусловиями. В записи на языке программирования это чаще цикл с параметром. Тело цикла составляют линейные инструкции или ветвления необходимые для поиска данных, которые удовлетворяют условиям задачи.

В целом экзамен по информатике и ИКТ за курс средней школы следует охарактеризовать как соответствующий предпрофильной подготовке учащихся в 7-9 классах. Задания экзамена отвечают знаниям, умениям и навыкам учащихся, полученными ими на школьных занятиях. Успешная сдача экзамена предполагает систематическое надлежащее изучение предмета в школе. Задания, предъявляемые ученикам, соответствуют их предполагаемому по школьной программе уровню знаний. Результаты экзамена вместе с итогами обучения на регулярных учебных занятиях с применением современных образовательных технологий позволяют выявить учащихся способных изучать информатику и ИКТ в старшей школе на углубленном уровне и стремящихся к этому в своем обучении [24, 25, 26, 27, 28, 29]. Таким образом, можно констатировать, что экзамен по информатике и ИКТ выполняет свою функцию в полном объеме.

Список литературы

1. Козлов С. В. Актуальные вопросы использования адаптивных информационно-образовательных систем в профильной школе // Наука и образование в XXI веке: сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции 30 сентября 2013 г.: в 34 частях. - Ч. 21. - Тамбов: Бизнес-Наука-Общество, 2013. - С. 48-51.

2. Максимова Н. А. Моделирование образовательной среды личностного развития учащихся // Бюллетень науки и практики. - 2016. - № 5 (6). - С. 481-484.

3. Козлов С. В. Особенности обучения школьников информатике в профильной школе // Научно-методический электронный журнал «Концепт». - 2014. - № 1. - С. 31-35. ART 14006. - URL: http://e-koncept.ru/2014/14006.htm.

4. Козлов С. В. Анализ результатов участия учащихся в дне науки по информатике в контексте организации профильного обучения // Гуманитарные научные исследования. - 2014. - № 4 (32). - С. 16.

5. Козлов С. В. Основы применения педагогической технологии индивидуального тестирования для формирования оптимальной траектории обучения // Современные научные исследования и инновации. - 2014. - № 4 (36). - С. 75.

6. Козлов С. В. Обобщенный анализ выполнения тестовых заданий ГИА (ОГЭ) по информатике и ИКТ в 2014 году // Современная педагогика. - 2015. - № 6 (31). - С. 9-16.

7. Козлов С. В. Анализ выполнения тестовых заданий части 1 ГИА (ОГЭ) по информатике и ИКТ в 2014 году в контексте организации профильного обучения // Современная педагогика. - 2014. - № 10 (23). - С. 56-64.

8. Козлов С. В. Анализ выполнения тестовых заданий части 2 ГИА (ОГЭ) по информатике и ИКТ в 2014 году в контексте организации профильного обучения // Современная педагогика. - 2014. -№ 12 (25). - С. 111-123.

9. Козлов С. В. Анализ выполнения тестовых заданий части 3 ГИА (ОГЭ) по информатике и ИКТ в 2014 году в контексте организации профильного обучения // Современная педагогика. - 2015. - № 1 (26). - С. 96-106.

10. Муратова Т. В., Баженов Р. И. О разработке урока по теме «Системы счисления» в курсе информатики и ИКТ 9 класса // Современная педагогика. - 2014. - № 11 (24). - С. 99-108.

11. Татевосян Т. В., Штепа Ю. П. Организация самостоятельной работы школьников при изучении темы «Системы счисления» в курсе информатики // Гуманитарные научные исследования. - 2014. - № 11 (39). - С. 104-107.

12. Разина М. В., Баженов Р. И. Разработка методики преподавания темы «Передача информации» в курсе «Информатика и ИКТ» 8 класса // Психология, социология и педагогика. - 2014. - № 11 (38). - С. 20-27.

13. Максимова Н. А. Развитие логического мышления учащихся с использованием информационных технологий // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 5. - С. 32.

14. Морозова Е. В., Максимова Н. А. Применение аудиовизуальных технологий обучения в системе развития логического мышления учащихся // Научно-методический электронный журнал Концепт. - 2015. - Т. 13. - С. 466-470.

15. Козлов С. В. Педагогическое проектирование индивидуального тестирования в личностно ориентированной обучающей системе: дис. … канд. пед. наук: 13.00.01 и 13.00.02: защищена 24.05.06: утв. 20.11.06 / Козлов Сергей Валерьевич. - Смоленск, 2006. - 204 с.

16. Козлов С. В. Педагогическое проектирование индивидуального тестирования в личностно ориентированной обучающей системе: автореферат дис. … канд. пед. наук. - Смоленск, 2006. - 18 с.

17. Скокова О. В., Штепа Ю. П. Методические особенности формирования представлений учащихся об операционной системе // Гуманитарные научные исследования. - 2014. - № 12-1 (40). - С. 97-105.

18. Салиновская Е. В., Штепа Ю. П. Методические аспекты изучения процесса передачи информации в школьном курсе информатики // Психология, социология и педагогика. - 2014. - № 11 (38). - С. 58-62.

19. Штепа Ю. П. Оценка сложности учебных задач по информационному моделированию // Информатика и образование. - 2014. - № 2 (251). - С. 66-67.

20. Козлов С. В. Применение соответствия Галуа для анализа данных в информационных системах // Траектория науки. - 2016. - Т. 2. № 3 (8). -С. 18.

21. Козлов С. В. Анализ результатов экспериментальной деятельности по изучению основ объектно-ориентированного программирования в школьном курсе информатики // Современные научные исследования и инновации. - 2014. - № 6-3 (38). - С. 16.

22. Волкова И. Б., Штепа Ю. П. Изучение алгоритмической конструкции «Цикл» в базовом курсе информатики // Современная педагогика. - 2014. - № 12 (25). - С. 4-11.

23. Козлов С. В. О подготовке школьников к участию в олимпиадах по информатике // Психология, социология и педагогика. - 2015. - № 1 (40). - С. 68-74.

24. Козлов С. В. Применение методов функционального анализа при формировании оптимальных стратегий обучения школьников // Международный журнал экспериментального образования. - 2016. - № 3-2. - С. 182-185; URL: http://www.expeducation.ru/ru/article/view?id=9696 (дата обращения: 21.04.2016).

25. Козлов С. В. Функциональные назначения и возможности информационно-образовательного ресурса «Advanced Tester» // Горизонты науки. - 2011. - №2 (6). - С. 9-12.

26. Козлов С. В. Программный комплекс «Advanced Tester»: проектирование индивидуальных тестов в автоматизированной информационной системе // Современная педагогика. - 2014. - № 9 (22). - С. 55-61.

27. Киселева О. М. Реализация принципа индивидуализации образовательного процесса с использованием программы «Траектория обучения» // Современные научные исследования и инновации. - 2014. - № 5-2 (37). - С. 41.

28. Козлов С. В. Вопросы формирования индивидуального теста // Гуманитарные научные исследования. - 2014. - № 10 (38). - С. 64-70.

29. Козлов С. В. Методические рекомендации использования автоматизированной дидактической системы индивидуального тестирования // Психология, социология и педагогика. - 2014. - № 10 (37). - С. 22-26.

Размещено на Allbest.ru