Комп'ютерна грамотність та її складові

Інформатика як наука і як навчальний предмет у загальноосвітній школі

Початком процесу формування інформатики, як наукової дисципліни, що вивчає загальні властивості інформації та інформаційних процесів, а також методи і засоби їх забезпечення, вважають 1895 p., коли в Брюсселі було створено Міжнародний бібліографічний інститут.

Після Другої світової війни бурхливо розвивалася кібернетика як загальна наука про управління і зв'язок у різних системах: штучних, біологічних, соціальних. Народження кібернетики прийнято пов'язувати з опублікуванням (1948 р.) американським математиком Норбертом Вінером відомої книги «Кибернетика или управление и связь в животном и машине». У цій праці висвітлено шляхи створення загальної теорії управління і закладено основи методів розглядання проблем управління та зв'язку для різних систем з єдиної точки зору. Розвиваючись одночасно з розвитком електронно-обчислювальних машин.

Кібернетика згодом ставала більш загальною наукою — наукою про перетворення інформації.

Під інформацією у кібернетиці розуміють будь-яку сукупність сигналів, впливів або відомостей, які деяка система сприймає від навколишнього середовища (вхідна інформація), видає у навколишнє середовище (вихідна інформація), а також зберігає у собі (внутрішня, внутрісистемна інформація).

Услід за появою терміну «кібернетика» в світовій науці почало використовуватися англомовне «Compute! Science», згодом на рубежі 1960-1970-х рр французи ввели термін «Informatigue» для позначення галузі автоматизованого опрацювання інформації в суспільстві Слово «інформатика» є своєрідним гібридом двох слів — «ІНФОРмація» і «автоМАТИКА»

В українській мові цей термін вводиться як ??? фундаментальної науки, що вивчає процеси пошуку, зберігання, опрацювання, подання, передавання, використання інформації в різних сферах людської діяльності При такому тлумаченні інформатика виявляється тісно пов'язаною з філософськими і загальнонауковими теоріями, проясняється і її місце в колі «традиційних» академічних, наукових дисциплін.

Інформатика — це наука про інформацію та інформаційні процеси в природі га суспільстві, методи та засоби пошуку, збирання, одержання, опрацювання, зберігання, подання, передавання інформації та управління інформаційними процесами.

Сучасні потоки інформації людство може сприймати і використовувати лише за допомогою комп'ютерів, які здійснюють автоматичне опрацювання величезних масивів різноманітних повідомлень Фундаментальним ядром інформатики є інформологія — наука про інформацію, а також алгоритміка (теорія алгоритмів разом з її філософськими висновками, алгоритмічно нерозв'язними проблемами та ін ), а сучасна обчислювальна техніка — її матеріально-технічною основою.

Важливою особливістю інформатики є те, що вона має найширші застосування, що охоплюють, в основному, всі види людської діяльності: виробництво, управління, науку, освіту, проектні розробки, торгівлю, грошово-касові операції, медицину, криміналістику, охорону навколишньою середовища, мистецтвознавство, побут тощо. Основне значення має вдосконалення соціального управління на основі нових інформаційно-переробних технологій. Інформатика вивчає те спільне, що властиве численним різновидам конкретних інформаційних процесів (технологій). Ці технології і є об'єктом вивчення інформатики.

Предмет інформатики визначається різноманітністю її застосувань Інформаційні технологи, що використовуються у різних видах людської Діяльності (управління виробничим процесом, наукові дослідження, проектування, фінансові операції, освіта та ін ), маючи спільні риси, в той самий час істотно відрізняються Утворюються різні «предметі» інформатики, що базуються на різних операціях і процедурах, різних видах обладнання (в багатьох випадках нарівні з комп'ютером використовуються спеціалізовані прилади і пристрої, інформаційні носії тощо).

У зв'язку з розвитком інформатики виникає питання про її взаємозв'язки і розмежування з кібернетикою Інформатика і кібернетика мають багато спільною, заснованою на концепції управління, однак кібернетика повністю не поглинає інформатику Один з підходів розмежування інформатики і кібернетики — це віднесення до галузі інформатики досліджень інформаційних технологій не в системах будь-якої природи біологічних, технічних та ін , а лише в соціальних системах. Крім того, за кібернетикою зберігаються дослідження загальних законів руху інформації у довільних системах, у гой час як інформатика, спираючись на цей теоретичний фундамент, вивчає технологію, конкретні способи і прийоми збирання, зберігання, опрацювання, передавання, подання та використання інформації Кібернетичні принципи не залежать від окремих реальних систем, а принципи інформатики завжди перебувають в технологічному зв'язку саме з реальними системами.

Моделювання і алгоритмізація — два основних методи кібернетики. Інший метод, що набув широкого застосування з використанням комп'ютерів, — метод розпізнавання зображень, сутність якого полягає у встановленні однозначної відповідності між «простором ознак» і «простором об'єктів» У зв'язку з необхідністю використання великої кількості ознак на основі використання засобів сучасних інформаційних технологій можна забезпечити ефективне використання цього методу.

Для сфери освіти є суттєвим визначення предметної галузі інформатики, яка відображає всі фундаментальні основи цієї галузі наукового знання В таблиці 1.1 відображена структура предметної і галузі «Інформатика», яка була представлена на II Міжнародному Конгресі ЮНЕСКО «Освіта і інформатика» Ця структурна схема включає чотири розділи теоретична інформатика засоби інформатизації, інформаційні технологи, соціальна інформатика При цьому теоретична інформатика включає філософські основи інформатики, математичні і інформаційні моделі та алгоритми, а також методи розробки і проектування інформаційних систем і технологій

Таким чином, можна виділити таку систему базових понять інформатики інформація, інформаційні процеси, формальні системи, інформаційні моделі (алгоритми, структури даних), архітектура обчислювальних (комп’ютерних) систем, обчислювальний експеримент, інформаційні технології.

Технологія — це сукупність методів, засобів і реалізації людьми конкретною складного процесу шляхом поділу його на систему послідовних взаємопов’язаних процедур і операцій, які виконуються більш або менш однозначно і мають на меті досягнення високої ефективності певного виду діяльності

Тема 1. 2  Методична система навчання інформатики у початковій школі. Цілі навчання інформатики у початковій школі.

План проведення практичного заняття

1. Мозкова атака « Для чого молодшим учням потрібна інформатика?». На дошці складаємо список можливих цілей навчання інформатики ( або об’єднуємо студентів у 2-3 групи) і вони готують список цілей на великих аркушах фломастерами, потім презентують. У групі студенти визначають ролі: директор, доповідач, писар (секретар)
2. Обговорюємо, чи можна об’єднати, інакше назвати представлені цілі.
3. Робота з друкованим матеріалом «Напрямки навчальної та розвиваючої діяльності учнів за думкою авторів «Сходинок до інформатики». Чи відповідають визначені нами цілі напрямкам, означеним на розданих аркушах? Якої групи цілей немає на картках (виховної), чому? Чи обов’язково всі 5 напрямків діяльності потрібно планувати кожного уроку?
4. Групова робота з роздатковим матеріалом «Завдання для учнів початкової школи з інформатики» . Завдання: визначити, до якого напрямку навчальної та розвиваючої діяльності учнів, можна віднести подані вправи (олівцем проставити номери)?. При виконанні цієї вправи звернути увагу, що писати номер можна тільки тоді, коли ВСІ члени групи зійшлися на одній думці, інакше – відкласти завдання як спірне.
5. Після опрацювання всіх завдань хоча б однією групою, групи міняються місцями і порівнюють свої результати з результатами іншої групи. Обговорення спірних завдань.
6. Індивідуальна робота за комп’ютером (диференційована):

· 1 рівень: підібрати з електронного варіанту підручника «Сходинки до інформатики» завдання для учнів з метою 2 напрямку (прикладного) 2-3 завдання для учнів, оформити їх у вигляді окремого файлу;

· 2 рівень (за бажанням): розробити в електронному вигляді завдання для учнів для учнів з метою 2 напрямку (прикладного);

· 2 рівень (за бажанням): підібрати комп’ютерну програму з ПМК «Сходинки до інформатики», яку можна використовувати з метою 2 напрямку (прикладного).

1. Представлення результатів роботи.
2. Рефлексія. Яка з цілей навчання інформатики …..

Обладнання: комп’ютерний кабінет, картки «Завдання для учнів початкової школи з інформатики» (2-3 комплекта), картки «Напрямки навчальної та розвиваючої діяльності учнів за думкою авторів «Сходинок до інформатики», підручник «Сходинки до інформатики» в електронному вигляді.

-

Тема 1.3 Комп'ютерна грамотність, інформаційна культура учнів.  Становлення, особливості та перспективи розвитку шкільного курсу інформатики

План проведення практичного заняття

1.За тиждень до проведення занять студенти знайомляться з теоретичними відомостями, поданими нижче,  і  готують доповіді за структурними одиницями теоретичного матеріалу:

· Комп'ютерна грамотність та її складові

·  Компоненти комп'ютерної грамотності, що визначаються чинниками використання комп'ютера

· Інформаційна культура учнів

· Становлення, особливості та перспективи розвитку шкільного курсу інформатики

2. Представлення доповідей студентів.

3. Обговорення доповідей.

4. Рефлексія: 

Чи властиві мені ознаки комп’ютерно грамотної людини?

 Яке, на Вашу думку, поняття ширше «комп’ютерна грамотність» чи «інформаційна культура»?

Теоретичні відомості

Комп'ютерна грамотність та її складові

Сучасні цілі навчання інформатики визначаються необхідністю формування основ інформаційної культури учнів, передумовою якої є комп’ютерна грамотність.

Поняття комп'ютерної грамотності з'явилося разом з введенням у школу предмета інформатики. Як зазначав академік Є. П. Веліхов, «мету навчання предмета «Основи інформатики і обчислювальної техніки» можна сформулювати як надбання учнями комп'ютерної грамотності, що включає в себе початкові фундаментальні знання в галузі інформатики, знання і навички, що належать до найпростішого використання комп'ютерів, уміння писати найпростіші програми, уявлення про можливості і сфери застосування ЕОМ, про соціальні наслідки комп'ютеризації». Очевидно, кожний з вказаних компонентів не може мати сталого змісту, як і наведений перелік не може залишатися незаперечним та незмінним. У цьому і полягає діалектична сутність конкретних цілей навчання, які з часом змінюються.

Проводячи паралель із звичайною грамотністю, під комп'ютерною грамотністю можна розуміти вміння обчислювати, читати. писати, малювати, шукати інформацію за допомогою комп'ютерів. Ознака високої грамотності, що вже сформувалася, — самостійність і ефективність роботи із застосуванням комп'ютерів.

Деякі з компонентів які належать тепер до комп'ютерної грамотності, неявно формувалися в процесі шкільного навчання ще до появи курсу інформатики. Основну роль при цьому відігравав шкільний курс математики в якому операційні й алгоритмічні дії спочатку становили одну з істотних складових навчальної діяльності. 3 появою ЕОМ і розвитком досліджень загальноосвітніх аспектів використання інформаційних технологій було виявлено систему специфічних понять, умінь і навичок, що об'єднувалися під назвою комп'ютерна грамотність учня.  Розглянемо перелік і зміст компонентів, що створюють досить стійке ядро поняття комп’ютерна грамотність усучасному його тлумаченні.

1. Поняття алгоритм. Розуміння сутності поняття алгоритму є основною складовою комп'ютерної грамотності Істотне значення має розуміння таких властивостей алгоритмів як формальність, дискретність, зрозумілість визначеність, масовість, результативність

2. Поняття мови. Формулювання будь-якого алгоритму передбачає використання мови, якою його описують У зв'язку з цим поняття алгоритму перебуває в нерозривному зв'язку з поняттям мови як системи засобів подання алгоритму Вибір мови в кожному конкретному випадку визначається галуззю застосування алгоритму та специфікою системи операцій, які здатен здійснити виконавець Дотримання вимог ретельною врахування можливостей конкретних виконавців алгоритмів становить обов'язковий компонент комп'ютерної грамотності.

3. Рівень формалізації. Поняття рівня формалізації подання а алгоритму нерозривно пов'язане з поняттям мови Якщо для реалізації алгоритму передбачається використання автомату зокрема комп'ютера, то опис алгоритму підпорядковується точним формальним правилам а сама мова, що використовується при цьому, повинна бути формалізованою Рівні формалізації подання алгоритмів, що застосовуються на практиці, можуть варіюватися в досить широкому діапазоні від рівня повної відсутності формалізації до рівня «абсолютної» формалізації. Вміння працювати з мовами різних рівнів формалізації є істотним компонентом комп’ютерної грамотності.

4. Принцип дискретності. Побудовою алгоритму передбачається виділення чіткої і цілеспрямованої послідовності допустимих операцій, виконання яких приводить до необхідною результату У різних мовах такі точні дискретні етапи алгоритму подаються різними засобами У словесних поняттях алгоритму (природною мовою) — це окремі пропозиції вказівки пункти в мові графічних схем — це окремі графічні зображення підзадач готової задачі в об’єктній мові ЕОМ - це окремі команди в мові програмування високою рівня — це оператори(команди)і блоки

5.  Принцип блочності. Тут ідеться про вміння розчленовувати складну задачу на простіші складові. Так доводиться діяти адже коли задача виявляється занадто складною для того, щоб опис алгоритму її розв'язування потрібною мовою можна було подати відразу. У цьому випадку задачу поділяють на підзадачі — інформаційно замкнуті частини (блоки), яким надається самостійне значення. Після складання первинної схеми, що зв'язує окремі частини задачі в єдине ціле, проводиться робота щодо деталізації окремих блоків. Кожний з цих блоків, у свою чергу, може бути деталізований за описаним вище принципом.

Принцип блочності, будучи по суті загальним прийомом мислення, має велике загальноосвітнє і виховне значення. Дуже часто саме таким способом проводиться дослідження з найрізноманітніших проблем у різних галузях знань.

6.     Принцип розгалуження. Принцип алгоритмічної повноти мови, що використовується для подання алгоритмів, повинен забезпечувати можливість реалізації логічних ситуацій, тобто ситуацій, що передбачають прийняття рішень відповідно до певних умов. Організація таких алгоритмів потребує вмілого використання описів таких операцій розгалуження. Істотними компонентами комп'ютерної грамотності є усвідомлення того, що: а) опис повинен передбачати всі можливі варіанти початкових даних і для кожної їх комбінації бути результативним;б) для конкретних значень початкових даних виконання алгоритму завжди проходить тільки по одному з можливих шляхів, який визначається конкретними умовами.

7. Принцип циклічності. Побудова алгоритмів у багатьох випадках передбачає можливість багаторазового виконання одного і того самого набору операцій при значеннях величин, що змінюються. Істотним компонентом комп'ютерної грамотності тут є розуміння тієї або іншої схеми функціонування циклічного процесу, що використовується в алгоритмі, і, що особливо важливо, вміння виділяти при побудові алгоритмів набори повторюваних операцій.

8. Виконання алгоритму. Важливим компонентом комп'ютерної грамотності є вміння сприймати фрагменти опису алгоритму і діяти з даними, відсторонюючись від передбачуваних результатів, так, як вони описані, а не так, як, можливо, хотілося розробникам алгоритму. Іншими словами, потрібне розвинуте вміння чітко зіставляти те, що задумано, з тим, що фактично написано.

Вище перераховані компоненти комп'ютерної грамотності, оволодіння якими мас основоположне значення для формування навичок складання алгоритмів, розуміння основ алгоритмізації, а отже, і основ складання програм для комп'ютерів.