Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Информатика: развитие интеллекта школьников

Покупка
Артикул: 674515.02.99
В монографии рассмотрены вопросы, связанные с развитием интеллекта и средой обучения. Обоснована необходимость изменения подходов к развитию интеллекта школьников. Определено место новым понятиям (синергетика, например) в системе школьного образования и представлен нетрадиционный подход к организации учебного процесса. Предложено переосмыслить роль программирования в учебном процессе и рассматривать его в качестве мощного средства развития интеллекта. Для преподавателей и методистов.
Окулов, С. М. Информатика: развитие интеллекта школьников : монография / С. М. Окулов. - 4-е изд. - Москва : Лаборатория знаний, 2020. - 215 с. - ISBN 978-5-00101-898-8. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1206716 (дата обращения: 28.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
С. М. Окулов 

ИНФОРМАТИКА

развитие 
интеллекта 
школьников 

Москва

4-е издание, электронное

2020
Лаборатория знаний

УДК 004.9
ББК 32.97

О-52

Окулов С. М.

О-52
Информатика:
развитие
интеллекта
школьников
/
С. М. Окулов. — 4-е изд., электрон. — М. : Лаборатория знаний, 2020. — 215 с. — Систем. требования: Adobe Reader XI ;
экран 10". — Загл. с титул. экрана. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-898-8
В монографии рассмотрены вопросы, связанные с развитием
интеллекта и средой обучения. Обоснована необходимость изменения подходов к развитию интеллекта школьников. Определено
место
новым
понятиям
(синергетика,
например)
в
системе
школьного образования и представлен нетрадиционный подход
к организации учебного процесса. Предложено переосмыслить
роль программирования в учебном процессе и рассматривать его
в качестве мощного средства развития интеллекта.
Для преподавателей и методистов.
УДК 004.9
ББК 32.97

Деривативное издание на основе печатного аналога: Информатика: развитие интеллекта школьников / С. М. Окулов. — 2-е
изд., испр. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. — 212 с. :
ил. — ISBN 978-5-94774-816-1.

В
соответствии
со
ст. 1299
и
1301
ГК
РФ
при
устранении
ограничений, установленных техническими средствами защиты
авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя
возмещения убытков или выплаты компенсации

ISBN 978-5-00101-898-8
c○ Лаборатория знаний, 2015

2

Предисловие  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5

Введение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8

Глава 1. Синергетическая среда обучения информатике  . . . . . . . . . . .
12

1.1. Исторический экскурс  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12

1.2. Системный  анализ  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18

1.3. Основные положения синергетики  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21

1.4. Развитие системы — скачок или спираль?  . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28

1.5. Синергетическая среда обучения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29

Ключевые положения главы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31

Глава 2. О развитии интеллекта  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32

2.1. Понятие «интеллект»  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32

2.2. М. К. Мамардашвили и образование  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
36

2.3. Знания, умения, навыки или интеллект?  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
43

Ключевые положения главы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
46

Глава 3. Содержание обучения информатике  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
48

3.1. Принципы отбора содержания .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
48

3.2. Отбор аттракторов содержания  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52

3.3. Программирование как элемент содержания обучения  . . . . . . .
58

3.4. Нелинейность развития технологий программирования  . . . . . .
62

3.5. Нелинейность процесса разработки отдельной программы  . . . .
65

3.6. Программирование как учебная деятельность  . . . . . . . . . . . . . . .
67

Ключевые положения главы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71

Глава 4. Методика обучения информатике  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
73

4.1. Синергетичность методики обучения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
73

4.2. Формы и методы обучения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
74

4.3. Образы участников образовательного процесса  . . . . . . . . . . . . .
78

4.4. Параллельная структура урока  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.5. Искусство общения учителя — основополагающий фактор среды
обучения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

81

85

4.6. Тестирования или Право на ошибку  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
94

4.7. Дополнительные мероприятия как инструмент усиления нелинейности среды обучения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
98

Ключевые положения главы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

Заключение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

ОГЛАВЛЕНИЕ

Приложения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

Приложение 1. Результаты обучения информатике в физикоматематическом лицее г. Кирова  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

Приложение 2. Обзор позиций научных школ по синергетике  . . . . . . 107
Приложение 3. Обзор психологических теорий интеллекта
 . . . . . . . . 121

Приложение 4. О развитии интеллекта школьника в педагогических
теориях
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

Приложение 5. Краткий исторический обзор развития школьной информатики
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

Приложение 6. Развитие технологий программирования
 . . . . . . . . . . 165

Приложение 7. Место и роль  программирования в образовательных
стандартах вузов России и отчете ACM  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

Приложение 8. Когнитивная психология и программирование
 . . . . . 195

4

Возрастание роли школьной информатики в системе среднего образования обуславливается в настоящий момент не только острой необходимостью формирования у школьников целостного представления
о мире, об общности информационных основ процессов управления
в живой природе, обществе, технике. Для эффективного участия в
производственной и общественной деятельности от современного человека требуется широкий кругозор, умение активно использовать
стремительно развивающиеся информационные и коммуникационные технологии и развитый интеллект. 
Методическая система обучения информатике непрерывно развивается как на основе преемственности и эволюционного развития
предмета, так и в результате осмысления и внедрения идей, способствующих революционным преобразованиям этой системы.  Скачкообразно поднимает эффективность функционирования любой системы включение в нее новых или давно известных элементов.  Не является исключением в этом смысле и система обучения информатике.  
Информатика как школьная дисциплина находится в настоящее
время в достаточно тяжелых условиях: нет учебнометодического
комплекта, который бы создавал условия для непрерывного обучения
информатике с начальной школы по выпускной класс, все еще ощущается дефицит квалифицированных учителей информатики, есть
проблемы с материальнотехническим обеспечением. И, тем не менее, школьная информатика «живет» и развивается. В чем дело? Секрет кроется в высочайшем потенциале этой школьной дисциплины
как с точки зрения развития интеллекта школьника. И не только интеллекта. В процессе изучения современной информатики происходит формирование важных личностных качеств человека, которые
включают в себя общеучебные умения, умения работать с информацией, коммуникативные умения. Этим перечислением потенциал
курса информатики далеко не исчерпывается. Все это вещи известные. 
Как показал анализ научных исследований и анализ существующей практики обучения информатике, в науке недостаточно раскрыт
и описан, а в практике образования недостаточно осмыслен и, соответственно, недостаточно реализуется потенциал развития интеллекта школьника именно на уроках информатики. ПОЧЕМУ?

ПРЕДИСЛОВИЕ

Ответ прост. Развитие интеллекта происходит только в процессе
выполнения человеком сложных умственных действий, таких как анализ и синтез, обобщение и системный анализ, целенаправленное преобразование информации одного вида в другой, в процессе моделирования, поиска алгоритма решения класса задач, программирования и
так далее. При изучении информатики1 в общеобразовательной школе, как правило, решаются задачи, требующие от ученика выполнения
именно таких сложных по своей структуре умственных действий: анализа, синтеза, обобщения, классификации, системного анализа, моделирования. При изучении других школьных дисциплин (природоведение, биология, география и т. д.) обучение преимущественно направлено на запоминание учебного материала (фактов, событий, явлений), т. е. на развитие памяти. Освоение в курсе информатики раздела
(модуля) «Информационные технологии» так же направлено в основном на запоминание, т. е. на развитие декларативной составляющей
знаний (я знаю, что компьютер состоит из: …) и процедурной (я знаю,
как напечатать текст, сохранить файл, закрыть приложение, инсталлировать программу, избавиться от вируса и так далее).  Изучать учебный
материал, направленный на запоминание и выполнение элементарных действий (нажатие кнопок, использование экранных объектов
для создания простейших информационных объектов: текстов, таблиц, диаграмм, презентаций) несомненно,  легче, чем строить информационную модель объекта, находить алгоритм решения нестандартной задачи или составлять компьютерную программу, заниматься
имитационным моделированием какоголибо процесса. Именно поэтому так легко в общеобразовательной школе отказались от достойного изучения раздела «Алгоритмизация и программирование» и с большой неохотой вводятся разделы «Основы информационного моделирования» и «Основы информационного управления». При изучении
последних перечисленных разделов школьники решают такие задачи,
которые невозможно решить без применения системного анализа,
классификации и обобщения, а потому именно в ходе изучения этих
разделов происходит развитие интеллекта учащихся.  
В монографии можно найти ответы на следующие вопросы: 
1. Что такое интеллект с точки зрения современной науки? Читатель найдет для себя много интересной информации об отношении
различных представителей науки к интеллекту, о проблемах и логике
его развития, а также об условиях, необходимых и достаточных для
этого. 

6
Предисловие

1 Так же, как при изучении математики, физики, химии, литературы, истории. 

2. Как можно организовать учебную деятельность участников образовательного процесса так, чтобы в максимальной степени реализовать потенциальные возможности курса информатики относительно
развития интеллекта школьника?1

В работе также приведен анализ практических результатов обучения информатике в экспериментальных школах с учетом изложенных
принципов (приложение 1).
Книга предназначена для преподавателей вузов, учителей информатики, научных работников и студентов. Она может оказаться полезной и старшеклассникам.

Предисловие
7

1 На примере раздела «Программирование», так как этот раздел наиболее
близок автору по роду его профессиональной деятельности и, соответственно,
компетентности и глубине понимания тонких моментов. 

В XX веке  в школу введены практически только два новых предмета:
в начале века химия выделилась из физики, и во второй половине века, пробивая немалое сопротивление, в школе появляется предмет информатика. Этому событию предшествовали определенные изменения в развитии общества. В частности — переход в стадию, называемую «информационной цивилизацией». 
Информационная цивилизация характеризуется тем, что дальнейший прогресс общества возможен только при эффективных методах
обработки информации, поскольку потоки информации настолько
огромны, что без автоматизации процессов ее обработки принятие разумных управленческих решений в любой сфере деятельности стало
невозможным. Естественно, что общество формирует социальный заказ образованию на подготовку соответствующих специалистов.  Образование отрабатывает этот заказ. 
Однако существует еще один аспект социального заказа образованию, который пока не в полной мере осознан образованием и, соответственно, не реализуется им. Интенсификация информационной деятельности в современном обществе такова, что специалист, даже
эффективно использующий современные информационные технологии, не справляется с существующими потоками информации.  Образно выражаясь, он просто «захлебывается» в ней. Чего же не хватает
большинству специалистов?  Ответ как нельзя прост: интеллектуальных возможностей, откуда вытекает вторая часть социального заказа
образованию — поиск путей развития личности школьника, его интеллекта, «… развитие творческих способностей …»1. Следует отметить,
что развитие мышления школьников — это вторая из трех основных
целей изучения информатики в школе2.
В монографии не случайно выделена проблема развития интеллекта. Развитие интеллекта рассматривается как составная часть  развиВВЕДЕНИЕ

1 Концепция информатизации сферы образования Российской Федерации // Проблемы информатизации высшей школы. М.: 1998. Бюллетень 3–4
(13–14). С. 29.
2 Проект федерального компонента Государственного образовательного
стандарта начального общего, основного общего и среднего (полного) образования. Образовательная область «Информатика» // Информатика и образование. 1997. № 1.

тия личности в целом, о чем много и достаточно подробно написано в
трудах Ж. Пиаже, Л. С. Выготского, С. Л. Рубинштейна, П. Я. Гальперина и других. Однако, проблема развития интеллекта  была и остается одной из ключевых в педагогической науке и практике. Вычленение проблемы развития интеллекта из всех проблем и задач обучения
не говорит об игнорировании последних. Интеллект не сводится к
умственным способностям человека, а характеризует некую совокупность его возможностей, в том числе в творческой деятельности, рассматривается как способность человека к восприятию информации, к
адекватной интерпретации текстов, рисунков, схем, знаков, отношений и так далее.  Именно интеллект определяет культурный уровень
человека.   
В определенной степени развитие личности и, в частности, интеллекта, как цель обучения, носит декларативный характер, ибо в практическом преподавании, в том числе и информатики, преобладают
традиционные подходы. В ходе обучения информатике  это, как правило, проявляется в следующем.
1. Основное время и силы ученика направлены на изучение информационных технологий, т. е. прикладных программных средств,
их реализующих (в подавляющем большинстве, Microsoft Office). 
2. В работе с информационными технологиями преобладает вовсе
не обучение решению с их помощью тех или иных задач (т.е. структурированию данных и действий). Акцент делается на освоение интерфейса, работу со средой того или иного программного средства. 
3. Теоретическим аспектам, в том числе алгоритмам и программам,
времени при изучении «информатики» практически не выделяется.   
Можно сказать, что предмет информатика сводится к изучению
информационных технологий, причем на уровне освоения только
пользовательских умений, что не позволяет говорить о развитии личности, интеллекта или творческих способностей.   
Преподавателям  информатики. Если вы ждете готовых рекомендаций — «делай так, и будет развиваться интеллект», то их нет в данной
книге, хотя есть и конкретные примеры уроков и методика их проведения (п. 4.4). Мы ставим задачу показать  принципы и возможные пути перехода к творчеству в практической деятельности, а также высветить  основные препятствия, которые существуют на этом пути. 
Первое препятствие — это ориентация всей учебной деятельности
школьника только на овладение ими заранее определенными знаниями, умениями, навыками.  Второе препятствие — это  примитивное
использование компьютера на уроках, который зачастую рассматривается лишь  как вспомогательное средство работы с информацией и
данными, хотя в компьютере скрыт неисчерпаемый потенциал развиВведение
9

тия интеллекта и творческих способностей личности. Умение использовать все возможности, заложенные в компьютер, — это не просто
умение, а искусство.    
В книге говорится также о том, что может поднять на качественно
новую высоту систему обучения информатике и почему именно  идеи
синергетики необходимо использовать для этого.    Структурносистемные принципы исследования и проектирования любой  системы
обладают существенными ограничениями, не позволяют понять суть
ее развития и тем более — прогнозировать ее возможные состояния.
Можно проанализировать состав системы, связи между элементами и
внешние системы, дать исторический обзор ее развития, но то, как
привнести в систему новое, предсказать путь развития и какие она
приобретет новые качества, без синергетики объяснить трудно, если,
вообще, возможно. Синергетика позволяет увидеть, зафиксировать
момент возникновения нового явления или нового качественного
состояния системы, что и является основным предметом исследования. Данная работа является одной из первых, в которой идеи синергетики использованы для построения методической системы обучения конкретному учебному курсу.
Студентам и школьникам. Удивительным в нас, а так же в том, что
нас окружает, является простота. Каким бы сложным ни казались
встретившиеся явления или процессы,  в их основе всегда лежит небольшое число простых взаимосвязанных идей, понятий, факторов,
определяющих их развитие и становление. Многообразие всего, что
связано с Computer Science, поражает. Однако в фундаменте этого
многообразия лежит всего несколько положений. Положения просты
по своей сути, и значимы не только в Computer Science или информатике. Они имеют общекультурное значение. В частности, исторический анализ процесса развития технологий программирования позволяет увидеть сквозные идеи, пронизывающие этот процесс.
Предостережения. Читатель встретит немногочисленные новые понятия из области синергетики, естественно, с раскрытием их содержания.  Ссылки на источники даются по ходу изложения материала.
Книга не призывает к программированию, и автор не считает, что
курс информатики — это только программирование. Программированию в полном объеме не учат даже в вузах. Говорить, что оно изучается в школе, — это вкладывать в термин совсем другой смысл, это значит упрощать понятие программирования. Для пояснения проведем
аналогию. Школьник, изучая арифметику, занимается при этом математикой. И да, и нет. Почему «да» понятно, «нет», если иметь в виду
«большую» математику. Суть программирования заключается в методах решения задач с использованием компьютера и в реакции компь10
Введение

ютера на действия школьника при решении задач. Значимость последнего для развития интеллекта не меньше, чем значимость арифметики. 
От практики к теории. В приложении № 1 приведены результаты
практической работы по обучению информатике в физикоматематическом лицее г. Кирова. Вопрос: вследствие чего стало возможным получать столь высокие и стабильные результаты?1. Ответ: потому что
информатика «является базовым инструментом развития интеллектуальных способностей ребенка (его ума), без привязки к какомулибо
конкретному школьному предмету, ибо она сама —тот самый предмет»2.
Структура книги. Книга имеет два слоя содержания — основной и
приложения. В приложениях приведены результаты работы, на основе которой делаются выводы и обобщения в основной части. Такая
структуризация текста сделана для того, чтобы донести до заинтересованного читателя суть авторского исследования, без необходимости
при первом чтении «продираться через баррикады» тех построений,
которые пришлось делать автору. Материал каждого приложения
представляет собой законченный фрагмент работы. Каждая глава и
каждое приложение заканчивается выводами.
Курсивом в тексте выделены важные для понимания сути данной
работы  положения и понятия.
Благодарности. Автор выражает благодарность академику РАО
Александру Андреевичу Кузнецову за поддержку работы и помощь в
определении ее концептуальной основы, а также профессору, доктору
философских наук Владимиру Федоровичу Юлову и кандидату педагогических наук, старшему научному сотруднику ИОСО РАО Наталье
Владимировне Матвеевой за замечания и обсуждение ключевых вопросов.

Введение
11

1 Большинство школьников, ставших личностями в информатике,
личностями в коллективе, нельзя отнести к категории одаренных. На
начальной стадии обучения информатике у многих из них были определенные
сложности с такими предметами, как математика, физика и т. д.
2 Окулов С. М., Пестов А. А., Пестов О. А. Информатика в задачах. Киров:
Издво ВГПУ, 1998. С. 18.

1.1. Исторический экскурс

История развития науки по той «картине мира», которую она создает,
насчитывает три периода. Первый (классический) — механистическая
картина мира. Второй (неклассический) — квантоворелятивистская
картина мира. Третий (постнеклассический) — современная синергетическая картина мира.
Первый период связан с достижениями классической механики в
XVII–XVIII веках.  Выработаны специфические представления о материи, движении, пространстве, времени, причинности, развитии и т. д.
Законы механики рассматривались как универсальные, и все во Вселенной, от атома до планет, состояло из неизменных элементов, двигающихся по универсальным законам классической механики. Случайности места не было, необратимость и вероятность связывали с неполнотой знания. Каждое явление имело причину и одновременно являлось причиной других явлений. Цепь событий, связанная причинноследственными отношениями (их можно выстроить в линию), брала
свое начало в прошлом, через настоящее шла в будущее. Развитие трактовалось как поступательное движение, без альтернатив. Пройденное
представляет лишь исторический интерес. Альтернативные варианты
развития событий рассматриваются как временные отклонения, которые, в конечном счете, сводятся, вливаются, поглощаются главным течением событий. Картина мира, рисуемая классическим разумом, —
это мир, жестко связанный причинноследственными связями. ПриГл а в а  1
СИНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СРЕДА ОБУЧЕНИЯ

ИНФОРМАТИКЕ

Не хватайте меня за палец,
а смотрите, куда я указываю.

У. Маккалок 1

1 Нейрофизиолог У. Маккалок и математик У. Питтс в 1943 г. ввели формальную модель нервной клетки. Нейрон представлялся им логическим элементом с несколькими возбуждающими и тормозящими входами (аналогами
синапсов) и одним выходом. Модель породила, с одной стороны, неоправданный оптимизм инженеров, будто сеть формальных нейронов может реализовать «все, что может быть полностью описано», а с другой — резкую критику
нейрофизиологов, установивших, что нейрон имеет более сложную структуру.
Ограниченность своей схемы хорошо понимал и сам У. Маккалок, в связи с
чем им и была сказана эта фраза. Цит. по: Концепция самоорганизации: становление нового образа научного мышления. М.: Наука, 1994. С. 69.