Методика обучения информационным технологиям. Теоретические основы


Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университет




Н. В. Гафурова, Е. Ю. Чурилова



        МЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ


Рекомендовано федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена» к использованию в образовательных учреждениях, реализующих программы высшего профессионального образования по направлению 050100 «Педагогическое образование», по дисциплине «Информационные технологии в образовании», 08.02.2012.













Красноярск СФУ 2012

УДК 331.361.2:004(07)
ББК 32.81я73

    Г24


Рецензенты:
С. И. Осипова, д-р пед.наук, проф. СФУ;
Н. М. Егошина, канд.пед.наук, доц. каф. инф. технологий ВСИТ


  Допущено УМО по образованию в области профессионально-педагогического образования в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности 050501.65 «Профессиональное обучение по отраслям (информатика, вычислительная техника, компьютерные технологии)», 07.10.2010.



         Гафурова, Н. В.

Г24 Методика обучения информационным технологиям. Теоретические основы: учеб, пособие/ Н. В. Гафурова, Е. Ю. Чурилова. -Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012. - 111 с.


     ISBN 978-5-7638-2234-2


        Рассмотрены современные методики обучения информационным технологиям в системе профессионального обучения, их целесообразность и эффективность. Материал, представленный в данном издании, полезен студентам педагогических специальностей, преподавателям и учителям, ведущим занятия по информационным технологиям.
        Предназначено для студентов высших учебных заведений по направлению 050500 «Профессиональное обучение (информатика, вычислительная техника, компьютерные технологии)».

                                                               УДК 331.361.2:004(07)
                                                               ББК 32.81я73













ISBN 978-5-7638-2234-2

© Сибирский федеральный университет, 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

  Введение..............................................4
  1  .Исторические аспекты становления методики обучения информационным технологиям............................5
    1.1 Предмет методики преподавания информатики.......5
    1.2. Общие положения методики преподавания.........19
    1.3. Классификация методов обучения................21
    1.4. Принципы построения методики обучения информационным технологиям.........................23
    1.5. Формы обучения................................24
    1.6. Выбор форм обучения...........................26
  2  . Современное занятие.............................36
    2.1. Особенности занятия...........................36
    2.2. Структура занятия.............................37
    2.3. Триединая цель занятия........................38
    2.4. Требования к занятию..........................42
    2.5. Основные элементы (этапы) различных видов занятий .. 42
    2.6. Подготовка к занятию..........................44
    2.7. Тематическое планирование.....................45
    2.8. Планирование занятия..........................47
    2.9. Методика подготовки и проведения лабораторной работы 58
  З.Виды И ФОРМЫ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ НА ЗАНЯТИЯХ...........60
    3.1. Контроль знаний...............................60
    3.2. ПРИНЦИЛЫ построения системы контроля..........60
    3.З. Виды МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ.........................61
    3.4. Основные формы контроля.......................63
    3.5. Рекомендации по организации контроля..........65
    3.6. Итоговый контроль.............................65
    3.6.1. Основные формы итоговой аттестации..........65
    3.6.2. Требования к экзаменационному материалу.....66
  Заключение...........................................77
  Библиографический список.............................78
  Приложение 1. Формы контроля по темам дисциплины.....81
  Приложение 2. Государственный образовательный стандарт ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ............100
  Приложение 3. Конспект лекции по технике безопасности ... 107
  Приложение 4. Дидактический материал к занятию по технике БЕЗОПАСНОСТИ.....................................108

3

ВВЕДЕНИЕ


    Вот уже второе десятилетие «Информационные технологии» (ИТ) - учебная дисциплина в профессиональном образовании. Ученые, педагоги изучают дидактические возможности и общеизвестных прикладных программ, и разработанных только для системы образования мультимедийных продуктов и т. д. Методология преподавания информатики и информационных технологий как ее части находится на стадии разработки. Это усложняет учебный процесс для будущих педагогов профессионального образования, которые должны ею овладеть. Поэтому в данном учебном пособии авторы используют как общеизвестные методики обучения, так и методики, представленные в последних диссертационных исследованиях, а также собственные научно-методические подходы.
    В учебном пособии дан теоретический материал для разработки методик проведения занятий по конкретным темам дисциплины, представлены практические задания и лабораторные работы по ним. Все это в комплексе позволит студентам разрабатывать и апробировать различные методики проведения занятий, что является одним из основных компонентов их будущей профессиональной деятельности.
    Авторами отобраны наиболее типичные темы курса «Информационные технологии» для разных специальностей профессионального образования всех уровней. В том числе сделан акцент на различие так называемых «информационных» и «неинформационных» специальностей, отличающихся по продолжительности и содержанию дисциплин по ИТ.
    Для выполнения заданий, представленных нами, будут востребованы общепедагогические знания, полученные ранее студентами при изучении психолого-педагогических дисциплин: о возрастных особенностях учащихся, педагогических технологиях, методах обучения и др.
    Необходимость использования информационных технологий как высокоэффективного педагогического инструмента, позволяющего получить новое качество образовательного процесса при меньших затратах сил и времени как преподавателей, так и учащихся, заставляет искать новые ответы на основные вопросы педагогической практики (зачем, чему, как и кого учить), т. е. актуализируются проблемы целей, содержания, методов и объектов обучения. В свою очередь эти новые и фундаментальные запросы педагогической практики стимулируют осмысление методических основ преподавания дисциплины.

4

1. ИСТОРИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СТАНОВЛЕНИЯ МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ




1.1 Предмет методики преподавания информатики

    Во второй половине прошлого века произошел ряд событий, которые знаменуют собой появление информатики: создание первой цифровой ЭВМ, публикация фундаментальных трудов Н. Винера, К. Шеннона. В научный обиход вошел термин «кибернетика», а вслед за ним — англоязычный термин «computer science» («компьютерная наука»), который достаточно широко распространен в Соединенных Штатах Америки, Канаде и других странах для наименования научной и учебной дисциплины, изучающей процессы обработки, хранения и передачи информации при помощи компьютеров и телекоммуникационных систем.
    В конце 60-х - начале 70-х гг. XX века французские ученые ввели термин «informatique» («информатика»), образованный как производное от двух французских слов: «informatione» (информация) и «avtomatique» (автоматика). Новый термин получил распространение в России, странах СНГ и странах Западной Европы.
    В русском языке употребление термина «информатика» (примерно с середины 1960-х гг.) было связано с научно-технической информацией, библиотековедением и документалистикой. Так, в Большой советской энциклопедии информатика рассматривалась как «дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности ее создания, преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой деятельности» [4].
    Начиная со второй половины 1970-х гг. в отечественной литературе стало широко закрепляться другое толкование термина «информатика». Этот термин вводится в русский язык «...как название фундаментальной естественной науки, изучающей процессы передачи и обработки информации. При таком толковании информатика оказывается более непосредственно связанной с философскими и общенаучными категориями, проясняется и ее место в кругу «традиционных» академических научных дисциплин» [45].
    Между тем среди отечественных ученых с самого начала становления информатики как самостоятельной отрасли науки не было полного единодушия в ответе на вопрос, что такое информатика.

5

    В сборнике «Становление информатики» дано определение: «Информатика — комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования машинизированных (основанных на ЭВМ) систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики». В определении не только явно подчеркивается связь самого возникновения информатики с развитием компьютерной техники, но и то, что информатика — это следствие развития ЭВМ.
    По мнению М. П. Лапника, предмет изучения информатики, как и кибернетики, образуется на основе широких областей своих приложений, а объект — на основе общих закономерностей, свойственных любым информационным процессам в природе и обществе.
    Информатика изучает то общее, что свойственно всем многочисленным разновидностям конкретных информационных процессов (технологий). Эти информационные процессы и технологии и есть объект информатики.
    Информатика как предмет не может охватить все то многообразие сведений, которые составляют содержание активно развивающейся науки. В то же время предмет, выполняя общеобразовательные функции, должен отражать наиболее общезначимые, фундаментальные понятия и сведения, раскрывающие существо науки, вооружать учащихся знаниями, умениями, навыками, необходимыми для изучения основ других наук в школе, а также подготавливающими молодых людей к будущей практической деятельности и жизни в современном информационном обществе.
    Предмет определяется многообразием приложений. Различные информационные технологии, функционирующие в разных видах человеческой деятельности (управление производственным процессом, системы проектирования, финансовые операции, образование и т.п.), имея общие черты, в то же время существенно различаются между собой.
    Структура предметной области «Информатика» в той интерпретации, которая была представлена в национальном докладе Российской Федерации на II Международном конгрессе ЮНЕСКО «Образование и информатика», включает четыре раздела:
• теоретическая информатика;
• средства информатизации;
• информационные технологии;
• социальная информатика.

6

    Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, информационная технология — это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации.
    До сих пор существуют различные подходы к пониманию информатики и ее предмета. Определения информатики и основной цели курса представлены в различных учебных пособиях (табл.1).
    Обратимся к истории формирования концепции и содержания курса.
    Появление и начальное становление информатики как науки относится ко второй половине прошлого века. В середине XX века появилась и получила развитие новая научная дисциплина - кибернетика. Ее основатель - американский математик Норберт Винер. Кибернетика породила новый системно-информационный взгляд на природу. Вещество-энергия-информация - это три точки зрения, с которых наука сумела посмотреть на бесконечно разнообразный мир.
    Однако в СССР кибернетика определялась как «реакционная лженаука, возникшая в США после второй мировой войны и получившая широкое распространение и в других капиталистических странах; форма современного механицизма» [21]. В результате произошла задержка развития не только науки, но и электронной техники. Лишь в конце 1950-х гг. кибернетика была признана как наука и в СССР.
    В 60-70-е гг. XX века информатика выделилась из кибернетики как самостоятельная научная дисциплина. Предметом информатики является собственно информация, способы ее представления, передачи и обработки, т. е. информационные процессы и технологии. В современном виде информатика оформилась с массовым появлением и развитием электронно-вычислительных машин (ЭВМ).
    В развитии отечественного курса информатики выделяется несколько этапов, связанных со сменой парадигм преподавания курса и соответственно изменениями в методической системе обучения информатике, как правило, в школьном образовании. Тем не менее в них отражены и тенденции всего образования, в том числе профессионального.
    На первом этапе (с середины 1950-х гг. до 1985 года) в рамках производственного обучения в школе и факультативных курсов возникло два направления обучения кибернетике и информатике в средней школе:
• общеобразовательное, связанное с изучением информационных процессов, принципов строения и функционирования самоуправ
7

Подходы к пониманию информатики

Таблица 1

             Авторы и название                       Определение информатики           Основная цель преподавания  
              учебного пособия                                                                    курса            
Основы информатики и вычислительной          Наука, изучающая методы накопления,      Формирование алгоритмической 
техники: 10-11 кл.: в 2 ч. А. П. Ершов,      обработки и передачи информации с        культуры и компьютерной гра- 
В. М. Монахов и др. - М.: Просвещение,       помощью ЭВМ                              мотности                     
1985                                                                                                               
Основы информатики и вычислительной          Дисциплина, изучающая методы представ-   Формирование умения алгорит- 
техники /А. Г. Купширенко, Г. В. Лебедев, Р. ления, накопления, передачи и обработки  мизации                      
А. Сворень и др. - М.: Просвещение, 1991     информации с помощью ЭВМ                                              
Основы информатики и вычислительной          В явном виде не сформулировано           Научить решению задач с помотехники: 10-11 кл./А. Г. Гейн, В. Г. Жито-                                            щью ЭВМ                      
мирский, Е. В. Линецкий и др. - М.: Про-                                                                           
свещение, 1993                                                                                                     
Шафрин, Ю. А. Информационные техно-          Совокупность дисциплин, изучающих свой-  Овладение современными про-  
логии: учеб, пособие /Ю. А. Шафрин - М.:     ства информации, а также способы пред-   граммными средствами         
Бином, 1996                                  ставления, накопления, обработки и пере-                              
                                             дачи информации с помощью технических                                 
                                             средств                                                               
Информатика: учеб, для экономических         Область человеческой деятельности, свя-  Формирование информационной  
спец, вузов/ под ред. Н. В. Макаровой. -     занная с процессами преобразования и     культуры                     
М.: Финансы и статистика, 1997               использования информации с помощью                                    
                                             компьютера                                                            

Окончание табл. 1

            Авторы и название                       Определение информатики             Основная цель преподавания  
             учебного пособия                                                                     курса             
Информатика: учеб, по базовому курсу /     Наука, изучающая все аспекты получения,    Знакомство с информацией как с
И. Г. Семакин, Л. А. Залогова, С. В. Руса- хранения, преобразования, передачи и ис-   основным предметом дисциплин  
ков, Л. В. Шестакова. - М.: Лаборатория    пользования информации                     информационного цикла и ком-  
базовых знаний, 1998                                                                  пьютером как с инструментом   
                                                                                      для работы с информацией, объ                                                                                      ектом изучения и совершенство                                                                                      вания                         
Информатика: учеб, пособие для 10-11 кл./  Наука, основанная на использовании ком-    В явном виде не определена    
Л. 3. Шауцукова, - М.: Просвещение, 2000   пьютерной техники дисциплина, изучающая                                  
                                           структуру и общие свойства информации, а                                 
                                           также закономерность и методы ее создания,                               
                                           хранения, поиска, преобразования, передачи                               
                                           и применения в различных сферах человече-                                
                                           ской деятельности                                                        
Информатика. Систематический курс:         Фундаментальная научная дисциплина,        Знакомство с информатикой как 
учеб, для 10 кл. / С. А. Бешенков,         изучающая информационные процессы,         существенным элементом гума-  
Е. А. Ракитина - М.: Лаборатория базо-     происходящие в системах различной при-     нитарной культуры             
вых знаний, 2001                           роды, и возможность их автоматизации                                     

   ляемых систем различной природы, автоматической обработкой информации (факультативный курс «Основы кибернетики» для 9-10 классов В. С. Леднев, А. А. Кузнецов);
• прикладное в рамках дифференциации обучения в старших классах школы с производственным обучением, основанное на изучении программирования и устройства ЭВМ (В. М. Монахов, С. И. Шварцбурд и др.).
    Идея общеобразовательного курса получила признание и поддержку в лице ведущих специалистов того времени. В профессиональном образовании информатика изучалась в рамках того же содержания, но на более высоком уровне сложности.
    Второй этап (1985 г. — конец 1980-х гг.) характеризуется включением в учебные планы школ обязательного курса «Основы информатики и вычислительной техники» (1985 г.). Один из его идеологов А. П. Ершов видел цель курса в обеспечении компьютерной грамотности школьников, под которой понималось умение программировать. «Программирование — вторая грамотность», — писал А. П. Ершов. Соответственно основными понятиями курса были «компьютер», «исполнитель», «алгоритм», «программа». Для преподавания курса использовался первый школьный учебник по информатике, составленный авторским коллективом под руководством А. П. Ершова и В. М. Монахова. Учебники для профессионального образования были написаны в той же концепции.
    Третий этап (конец 1980-х - начало 1990-х гг.) связан с использованием трех учебников, составленных разными авторскими коллективами. К концу 1980-х годов возрастает потребность школ в учебниках и учебных программах по информатике, ориентированных на использование ЭВМ.
    Программа, утвержденная в 1991 году Госкомитетом СССР по народному образованию, закрепила официальные позиции этих трех курсов как альтернативных и равноправных. Учитель имел право выбрать любой из трех учебников по своему усмотрению. Заметим, что учебники А. Г. Кушниренко и А. Г. Гейна, впоследствии несколько переработанные и многократно переизданные, до настоящего времени рекомендуются Министерством образования и науки РФ в качестве основных учебных пособий.
    Однако с конца 1980-х гг. преподавание информатики претерпевает существенное изменение на всех уровнях образования: уменьшается количество часов на изучение программирования; все больше внимания уделяется изучению новых информационных технологий. Впервые наметились противоречия между официально провозгла
10

шейным и реальным содержанием школьного курса, между формирующейся общественной потребностью в информационной грамотности выпускников школы и реальными возможностями школы, между различными образовательными учреждениями, связанными с их обеспечением компьютерной техникой.
    Четвертый этап в истории информатики (1990-е гг.) связан с целым рядом новых обстоятельств.
    В 1990-91 гг. в стране получила распространение компьютерная техника зарубежного производства. Образовательные учреждения стали оснащаться современными компьютерами, вследствие чего возникла проблема смещения акцента в преподавании курса информатики с обучения программированию на прикладной и технологический аспекты. Постепенно стало укрепляться понимание того, что компьютерная грамотность и умение программировать не совсем одно и то же.
    Преподаватели стали экспериментировать с содержанием обучения и разрабатывать авторские учебные программы. Важнейшим событием для всей отечественной системы образования стало принятие в 1992 году Закона РФ «Об образовании». В соответствии с провозглашенной в этом законе концепцией образовательных стандартов был запущен процесс разработки стандартов во всех образовательных областях. Для информатики этот процесс имел большое значение. Разработка проектов стандарта, начавшаяся в 1993 году, потребовала научного подхода к анализу содержания предметной области, к анализу происходящих процессов в области информатизации образования и их перспектив.
    В 1998 году Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации был выпущен сборник программ по информатике для общеобразовательных учреждений всех ступеней образования.
    Пятый этап (с конца 1990-х гг. по 2004-й год) характеризуется интенсивным осмыслением накопленного опыта.
    В 1999 году были опубликованы рекомендации ЮНЕСКО по информатике в начальном образовании.
    В начале нового века были опубликованы разработки концепций по содержанию обучения информатике в 12-летней школе (2000 г.), проект федерального компонента государственного образовательного стандарта по информатике (2002 г.). Основная проблема методики преподавания информатики в течение последнего десятилетия — несогласованность содержания и нормативных сроков изучения информатики по стране.

11