Методика формирования системы понятий школьного курса «Основы информатики и вычислительной техники»

Информатика сравнительно молодая наука, но не смотря на это стремительно развивающаяся. Это связано с тем, что предметом ее исследования является научная информация, которая в современных условиях становится одним из национальных ресурсов. Процесс информатизации общества стремительно охватывает все области нашей жизни. Идет внедрение информационных технологий в общественную, политическую, экономическую, промышленную, социальную сферы. Совершенствование таких технологий способствует ускорению научно-технического прогресса.

Задача эффективного использования информации как одного из важных ресурсов ставится уже не только перед информационными органами, но и перед всеми членами общества, занятыми в различных областях. Какие бы проблемы ни решал сейчас специалист, для него необходимо уметь грамотно работать с информацией, использовать в этой работе современные информационные технологии. Умение работать с информацией является необходимым качеством личности в современном обществе. Формирование этого качества обуславливается наличием у человека знаний объективных законов информатики, ее теоретических основ как фундаментальной науки, умением применять современные методы накопления, хранения и обработки информации, основываясь на использовании вычислительной техники. Поэтому информатизация среднего образования — одно из важных направлений информатизации общества.

Введение

в содержание среднего образования нового учебного предмета «Основы информатики и вычислительной техники» в 1985 году непосредственно связано с этой задачей. В связи с появлением новой школьной дисциплины возникла необходимость разработки методической системы обучения этому предмету. В становление и развитие такой методической системы большой вклад внесли работы Ершова А. П. [34, 36, 45], Монахова В. М. С45, 733, Кузнецова А. А. [55, 56], Кузнецова Э. И. [57, 58], Лапчика И. П. [61, 63], Роберт И. В. [79], Первина Ю. А. [87], Звенигородского Г. А. [92], Жданова С. А. [38, 58], Вешенкова С. А. [7, 8] и др.

Но становление методической системы обучения основам информатики и вычислительной техники не закончено, поскольку идет постоянное развитие как самой данной науки так и школьного ее аспекта. Существует большое количество учебных и методических пособий, что связано с различными взглядами на преподавание этого предмета.

Можно сказать, что сейчас наблюдается тенденция разделения задач формирования компьютерной грамотности и задач изучения информатики как фундаментальной науки. Хотя идеи алгоритмизации, программирования, а также пользовательский аспект и остаются значительной частью в преподавании школьного курса «Основы информатики и вычислительной техники», все больше говорится об изучении теоретических основ этой науки. При преподавании любого другого предмета школьного курса одной из главных задач является усвоение учениками основных законов и положений соответствующей науки. Информатика стала полноправной школьной дисциплиной, и в связи с этим меняются и тенденции в ее преподавании.

В этом случае одной из важных задач является усвоение учениками основных теоретических положений и законов информатики. Но каркасом любой научной теории является ее понятийный аппарат. Без усвоения основных понятий информатики, без понимания ее терминологии, без свободного и корректного владения ею трудно усвоить законы и положения данной науки. К тому же терминология информатики все больше проникает в обыденную жизнь, на страницы не только специальной и учебной, но и популярной литературы, в средства массовой информации. Неверное толкование терминов учениками может привести к формированию неправильных понятий информатики в их сознании, что скажется на усвоении теоретических основ данного предмета. Возникает потребность организации процесса формирования системы основных понятий информатики и вычислительной техники на уроках в средней школе.

С этим связаны проблемы систематизации основных понятий информатики и разработки методики их формирования в средней школе.

О необходимости и важности систематизации понятийного аппарата информатики говорится в работах Ершова А. П. [34, 45], Кузнецова А. А. [55], Белошапки В. К. [5,6], Бешенкова С. А. [7], Лесневского А. С. [66,67], Гейна А. Г. [20] и др.

Вопросами, связанными с формированием в сознании учеников основных научных понятий занимались многие психологи и д ид акты. Это Выготский Л. С. [15, 16, 173,.

Рубинштейн С.Л. [99], Натадзе Р. Г. [75], Леонтьев А. Н. [64], Гальперин П. Я. [110], Давыдов В. В. [30, 31], Менчинская Н. А. [71], Усова А. В. [111, 112, 113], Шимина А. Н. [125, 126] и др. Есть немало работ, связанных с методикой формирования понятий конкретных наук и школьных предметов. Это работы Кузнецовой Н. Е. [59], Железовской Г. И. [39], Чукаева О. В. [123], Лепман Т. К. [65], Русанова В. Н. [100] и др.

Если попытки систематизации основных понятий информатики имели место, то научный потенциал работ психологов и дидактов по вопросам формирования понятий недостаточно использован в методике преподавания информатики, не полностью адаптирован к этому школьному предмету, недостаточно применяется в практике обучения основам информатики и вычислительной техники. Но организация процесса формирования системы понятий на уроках информатики в средней школе требует разработки особой методики, системы задач, рекомендаций по их применению в учебном процессе.

Таким образом, актуальность данного исследования обусловлена:

— тенденцией изучения информатики в школе как фундаментальной науки, и следовательно, необходимостью формирования в сознании учеников системы основных ее понятий;

— недостаточной разработанностью вопросов, связанных с методикой формирования системы понятий информатики в средней школе.

Цель исследования: обосновать целесообразность организации процесса формирования в сознании учеников средней школы понятий информатики, разработать методику формирования системы понятий курса «Основы информатики и вычислительной техники» на уроках в средней школе.

Объектом исследования является формирование теоретических основ информатики в сознании учеников средней школы.

Предметом исследования является методика формирования системы понятий школьного курса «Основы информатики и вычислительной техники» .

Выдвигается гипотеза о том, что использование методики формирования системы понятий информатики в средней школе будет способствовать более глубокому усвоению учащимися основных теоретических положений этой науки, объективных ее законов, восприятию информатики как фундаментальной науки, что будет способствовать повышению уровня их информационной культуры.

Цели и гипотеза исследования определили, таким образом, следующие задачи:

1) Изучить и проанализировать вопросы формирования понятий в сознании ученика средней школы.

2) Разработать методику формирования системы понятий информатики на уроках по школьному курсу «Основы информатики и вычислительной техники», выделить и разработать основные типы задач, связанных с понятиями и терминологией информатики, определить условия для наиболее эффективного применения этой методики.

3) Обосновать целесообразность организации процесса формирования системы понятий информатики в средней школе с использованием данной методики.

4) Разработать рекомендации для построения систем понятийно-терминологических задач и использования их в учебном процессе.

5) Экспериментально проверить эффективность разработанной методики.

В исследовании для решения этих задач применялись следующие методы:

— изучение и анализ литературы, связанной с философскими, логическими, психологическими и дидактическими вопросами формирования понятий;

— изучение и анализ учебной и методической литературы по вопросам школьного курса «Основы информатики и вычислительной техники» ;

— педагогические методы исследования: анкетирование, анализ продуктов деятельности учеников, беседа, экспертные оценки;

— проведение педагогического экспериментального исследования;

— анализ результатов экспериментального исследования.

Научная новизна исследования заключается в том, что обоснована целесообразность организации процесса формирования системы понятий информатики в средней школе, разработана методическая система формирования понятий школьного курса «Основы информатики и вычислительной техники», направленная на усвоение учащимися основных теоретических положений данной науки.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что опираясь на анализ научной литературы, показана рациональность ведения в средней школе работы по формированию системы понятий информатики на уроках по данному предмету, разработана методика проведения этой работы.

Практическая значимость исследования заключается в том, что для организации процесса формирования системы понятий информатики на уроках в средней школе предложена методика и разработаны рекомендации по ее использованию, предложены принципы построения понятийно-терминологических задач и рекомендации по их использованию на уроках.

На защиту выносится:

1. Обоснование целесообразности организации процесса формирования системы понятий информатики на уроках по этому предмету.

2. Методическая система организации данного процесса для средней школы.

3. Методика формирования системы понятий информатики и принципы построения основных типов задач, связанных с понятиями и терминологией школьного курса «Основы информатики и вычислительной техники» .

Апробация результатов исследования. Результаты были доложены и обсуждены на научно-методическом семинаре «Применение информационных технологий в педагогических исследованиях» в Московском государственном педагогическом университете им. В. И. Ленина (1994;1997гг.). Теоретические положения исследования были представлены в качестве докладов на межвузовской научно-практической конференции «Развитие творческой деятельности учащихся в процессе обучения», г. Киров, 1996 г., на Российской научно-практической конференции «Интегративные процессы в психолого-педагогической, культурологической и предметно-методической подготовке учителя», г. Тула, 1996 г.

В течение 1995/96 учебного года проводились уроки информатики в седьмых и восьмых классах средней школы N1048 г. Москвы с использованием разработанной методики.

Эти выводы подтверждают проблему формирования системы понятий ОИВТ в школе.

Второй этап продолжался на протяжении 1995/96 учебного года с двумя группами седьмых классов (28 человек) и с двумя группами восьмых классов (29 человек). На этом этапе применялись элементы описанной методики. В седьмых классах по плану изучались темы «Архитектура ЭВМ», «Алгоритмы и исполнители» и «Работа в среде LOGO». В восьмыхпродолжение темы «Начала программирования на языке QBasic». Так как в восьмых классах не предполагалось изучение других тем, элементы методики использовались также при повторении изученных ранее тем, которое проходило как в начале, так и в течение учебного года.

Целью третьего этапа была оценка эффективности предложенной методики. Для этого в течение года проводился анализ контрольных работ и устных ответов по темам «Архитектура ЭВМ» и «Алгоритмы и исполнители», а также анкетирование в конце учебного года. Контрольные работы включали в себя понятийно-терминологические задачи. При анализе контрольных работ и устных ответов учитывались следующие параметры:

— усвоение содержания понятия, его объема;

— усвоение и понимание определения понятия;

— усвоение связей его с другими понятиями (родо-видовые и части-целого);

— применение понятия.

При оценке каждого параметра использовалась пятибальная система. В результате в конце года все данные были сведены в таблицы (вместе седьмые и восьмые классы, т. е. 57 человек): тема: «Архитектура ЭВМ» параметр 1 2 3 4 5 усвоение содержания и объема понятий — 6 чел. 18 чел. 21 чел. 12 чел. усвоение определений понятий — 3 чел. 7 чел. 29 чел. 18 чел. усвоение связей понятий друг с другом — 3 чел. 8 чел. 27 чел. 19 чел. применение понятий — 8 чел. 19 чел. 17 чел. 13 чел. тема: «Алгоритмы и исполнители» .

—^оценка параметр 1 2 3 4 5 усвоение содержания и объема понятий — 2 чел. 8 чел. 30 чел. 17 чел. усвоение определений понятий — 3 чел. 10 чел. 24 чел. 20 чел. усвоение связей понятий друг с другом — 2 чел. 9 чел. 28 чел. 18 чел. применение понятий — 4 чел. 7 чел. 22 чел. 24 чел.

Анкетирование проводилось аналогично анкетированию на первом этапе. Таблица результатов для седьмых классов (28 человек): понятие уровни сформированности понятия.

1 2 3 4 информатика — 10.7% (3 чел.) 21.4% (6 чел.) 67.8% (19 чел.) информация 7.1% (2 чел.) 21.4% (6 чел.) 32.1% (9 чел.) 39.3% (11 чел.) модель 7.1% (2 чел.) 10.7% (3 чел.) 67.8% (19 чел.) 14.3% (4 чел.) алгоритм — 10.7% (3 чел.) 32.1% (9 чел.) 57.1 Z (16 чел.) исполнитель 14.3% (4 чел.) 25 (7 0% 1ел.) 60.5% (17 чел.) программа — 14.3% (4 чел.) 50.0% (14 чел.) 35.7% (10 чел.) компьютер 10.7% (3 чел.) 64.3% (18 чел.) 25.0% (7 чел.) программное обеспечение ЭВМ 7.1% (2 чел.) 17.9% (5 чел.) 32.1% (9 чел.) 42.8% (12 чел.) архитектура ЭВМ 3.6% (1 чел.) 7.1% (2 чел.) 60.7% (17 чел.) 28.6% (8 чел.) информационная технология 32.1% (9 чел.) 60.7% (17 чел.) 7.2 7о (2 чел.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. В работе показано, что при нынешней тенденции преподавания информатики в средней школе как фундаментальной науки, важна организация процесса формирования системы понятий информатики, для чего изучены и проанализированы вопросы формирования понятий в сознании ученика средней школы.

2. Разработана методика формирования системы понятий информатики на уроках по школьному курсу «Основы информатики и вычислительной техники», включающая рекомендации по таким вопросам: выбор оптимального способа введения понятия с учетом специфики его содержания, возрастных особенностей учеников, имеющейся у них понятийной базы и т. д.- определение понятияизучение понятия в системе с другими изученными понятиямиорганизация активной познавательной деятельности учеников на всех этапахоперативный контроль за усвоением каждого понятия.

3. Обоснована целесообразность организации процесса формирования системы понятий информатики в средней школе с использованием данной методики.

4. Выделены и разработаны принципы построения основных типов задач, связанных с понятиями и терминологией информатики, разработаны рекомендации для построения систем таких задач и использования их в учебном процессе.

5. Обосновано место данной методики и понятийно-терминологических задач в единой методике обучения информатике в средней школе, определены условия для наиболее эффективного ее применения.

6. На основе анализа экспериментального исследования показана эффективность применения разработанной методической системы.