Методика навчання інформатики як наука і як навчальний предмет у вищому навчальному закладі.

1.            Поняття "методики навчання інформатики”.

2.            Завдання курсу методика навчання інформатики.

3.            Інформатика як наука і як навчальний предмет

4.            Методична система навчання інформатики в середній загальноосвітній школі.

1.            Поняття "методики навчання інформатики”.

Введення в середню школу окремого загальноосвітнього предмета «Основи інформатики і обчислювальної техніки» спричинило утворен­ня галузі педагогічної науки — методики навчання інформатики, пред­метом якої є цілі, зміст, методи, засоби, організаційні форми навчання інформатики.

Методика навчання інформатики — це розділ педагогічної науки:

1) об'єктом якої є процес навчання інформатики в школі;

2) предметом — проектування, конструювання, реалізація (впро­вадження в педагогічну практику), аналіз (педагогічний експери­мент) і розвиток .методичних систем навчання інформатики в школі;

3) одним з основних методів методики навчання інформатики єпедагогічний експеримент.

Методику навчання інформатики як нову дисципліну почали викла­дати у вищих педагогічних навчальних закладах з 1987/88 навчального року. На той час існувало лише фрагментарне бачення предмета. Тому вивчення курсу розпочалося одночасно з його розробкою. Важливу роль при цьому відіграла концепція співпраці, спільного навчання, запропонована в галузі інформатики А.П. Єршовим. Вона виявилася продуктивною і після того, як проблему підготовки викладачів було частково вирішено.

За умов дефіциту в школах досконалої обчислювальної техніки, якісного програмного забезпечення і під впливом вузівських традицій навчання програмування курс методики навчання інформатики спо­чатку був орієнтований в основному на навчання розв'язування задач на алгоритмізацію з виконанням алгоритмів на дошці, що загалом від­повідало і стану матеріально-технічного забезпечення шкільного курсу інформатики.

Лише поступово були:

1) сформульовані цілі вивчення інформатики в школі;

2) виділені рівні роботи з комп'ютером:

3) конкретизовані принципи загальної дидактики щодо навчання інформатики;

4) переусвідомлені фундаментальні поняття комп'ютерної грамот­ності й інформаційної культури;

5) розкриті способи формування стійкого інтересу учнів до пред­мета на основі системи вимог до формування особистості;

6) розглянуті проблеми поєднання нових і традиційних дидактич­них засобів навчання інформатики;

7) систематизовані організаційні форми навчання для комп'ютерних і звичайних занять;

8) проаналізовані методи навчання, зокрема форми і методи розу­мової діяльності учнів, які працюють з комп'ютером.

Нарешті, стало зрозуміло, що основні труднощі виникають у вчи­теля-початківця, а часом і в досвідченого вчителя саме через недо­статність системного бачення предмета інформатики і методики його навчання.

У педагогічному плані слово «методика» найчастіше вживається у трьох значеннях:

1) методика як педагогічна наука, яка має, з одного боку, характе­ристики, притаманні будь-якій науці (теоретичний фундамент, експериментальну базу, робоче поле для перевірки науково обґрунтованих гіпотез), а з другого, — специфічні об'єкти дослід­ження, зумовлені як особливостями самого предмета, так і шляхами оволодіння ним;

2) методика як сукупність засобів, організаційних форм, методів і прийомів роботи вчителя, це — «технологія» професійної прак­тичної діяльності;

3) методика як навчальна дисципліна.

Методика навчання інформатики — наука про інформатику як на­вчальний предмет та закономірності процесу навчання інформатики учнів різних вікових груп. У своїх дослідженнях та висновках методи­ка навчання інформатики спирається на філософію, логіку, педагогіку, психологію, інформатику, математику та узагальнений практичний досвід роботи вчителів інформатики.

Методика навчання інформатики визначається як наукова дисцип­ліна, що займається дослідженням і розробкою відповідного до цілей і змісту навчання програмного, технічного, навчально-методичного, організаційного, психолого-педагогічного забезпечення застосування комп'ютерних технологій у шкільному навчальному процесі.

Методика навчання інформатики як наука тісно пов'язана з кон­цепцією навчального процесу, його основними компонентами, які й становлять сукупність об'єктів вивчення та дослідження. До основних компонентів навчального процесу належать:

1) навчаюча діяльність вчителя;

2) навчальна діяльність учнів;

3) організація навчання.

Процес навчання — це процес спільної діяльності вчителя та учнів. Навчання — це акт взаємодії того, хто навчає, з тим, кого навчають, з метою передавання одним і засвоєння іншим накопиченого людством соціального досвіду. Обидві сторони — і вчитель і учень — беруть активну участь у цій діяльності, але кожен по-своєму:

• учитель здійснює навчаючі дії, спрямовуючи навчальні дії учнів;

• учитель мотивує навчальну діяльність учнів, спонукає їх до навчання;

• учитель організовує навчальні дії учнів таким чином, щоб вони давали максимальний ефект. Ця організація проходить на рівні кожного окремого учня;

• учитель дає учням матеріал для засвоєння та орієнтири для їх навчальної діяльності;

• учитель здійснює контроль за ефективністю засвоєння знань.

Спочатку навчаючі дії вчителя превалюють. Однак вони обов'язково спрямовані на формування в учнів різноманітних навчальних умінь — умінь самостійної пізнавальної діяльності. Поступово частка «участі» вчителя в спільній діяльності зменшується, а учнів — зростає. Зростає і якість навчальних дій — дії учнів стають більш активними, творчими й самостійними, а роль учителя зводиться до управління цією актив­ною і самостійною діяльністю учнів.

Під «організацією» в широкому розумінні цього терміна маються на увазі такі фактори: мета навчання, його зміст, методи та прийоми, а також засоби навчання.

Без тісних взаємозв'язків між усіма компонентами навчальний процес не може бути ефективним, а в окремих випадках стає і неможливим.

Методика навчання інформатики пов'язана з методикою навчання математики, тому що поняття алгоритму прийшло з математики. З іншо­го боку, багато доведень різноманітних тверджень у математиці мають явно алгоритмічну структуру, і в методиці навчання математики існує завдання навчити виявляти цю алгоритмічну складову в доведеннях.

Методика навчання інформатики подібна до методики навчання фізики та хімії. Адже під час вивчення різноманітних питань курсу інформатики досить часто застосовують дослід, експеримент.

Під час розв'язування багатьох проблем методики навчання інфор­матики доводиться спиратися на відповідні дослідження психології.

Становить великий інтерес і конкретизація універсальних форм розумової діяльності в контексті навчання інформатики (аналіз, синтез, індукція, порівняння, систематизація тощо).

Тріада цілей навчання (освіта, розвиток і виховання) випливає із за­гальної дидактики і розкривається на матеріалі інформатики. Методика навчання інформатики базується на системі дидактичних принципів загальної дидактики, які також підлягають переусвідомленню і конкре­тизації стосовно матеріалу інформатики.

Особливість методики навчання інформатики виявляється в тому, Що інформатика, як наука і як навчальний предмет, бурхливо розви­вається. У зв'язку з цим існує потреба постійно узгоджувати зміст навчання з досягненнями у розвитку науки і техніки. За таких умов вимушеним (і плідним) рішенням є максимальне спирання на результати загальної дидактики та психології, на конкретні методики навчан­ня інших дисциплін, зокрема математики й фізики. Звідси випливає також вимога добору такого змісту навчання інформатики, який за мо­жливості якомога менше залежав би від типів комп'ютерів та їхнього програмного забезпечення. Зрозуміло, процес навчання неминуче реа­лізується із застосуванням деяких конкретних програмних і технічних засобів, але вони повинні розглядатися лише як окремі зразки різного комп'ютерного обладнання, як можливі засоби унаочнення і дидактич­ного супроводу навчального матеріалу, а також технічної підтримки навчально-пізнавальної діяльності. Слід формувати найбільш загальні, фундаментальні знання, за можливості уникаючи машинозалежних знань і умінь, які можуть виявитися непридатними до використання і навіть шкідливими для учнів у новій ситуації, під час роботи на інших типах комп'ютерів, з іншою операційною системою та прикладним програмним забезпеченням або іншою мовою програмування.

Методика навчання інформатики сьогодні інтенсивно розвивається. Багато положень у ній сформувалися зовсім недавно і не мають ще ні глибокого теоретичного обґрунтування, ні експериментальної пере­вірки. Прагнучи до цілісності і повноти цього розділу педагогічної науки, до методики навчання інформатики слід віднести досліджен­ня процесу навчання інформатики всюди, де б він не проходив, і на всіх рівнях: шкільний період, усі типи середніх навчальних закладів, вища школа, самостійне вивчення інформатики тощо. Кожний із за­значених напрямів ставить перед педагогічною наукою специфічні проблеми.

Тут насамперед вивчатимуться розділи методики навчання ін­форматики в середній школі у межах загальноосвітнього предмета «Інформатика».

2 .Завдання курсу методики навчання інформатики

Методична система навчання інформатики повинна розглядатись як цілісна система цілей, змісту, методів, засобів і організаційних форм навчання.

Відповідно до загальних цілей курс методики навчання інформатики повинен забезпечувати розв'язування таких основних завдань:

1. Визначити та обґрунтувати конкретні цілі навчання інформа­тики та зміст відповідного загальноосвітнього предмета серед­ньої школи.

2. Розробити найбільш раціональні методи й організаційні форми навчання, спрямовані на досягнення поставленої мети.

3. Розглянути необхідні засоби навчання та розробити рекоменда­ції щодо їх застосування в навчальному процесі.

Тобто методика навчання інформатики, як і будь-яка інша предметна шкільна методика, повинна забезпечувати розв'язування традиційної тріади питань:

1)       Навіщо вивчати інформатику? (Мета навчання інформатики.)

2)        Що саме слід вивчати? (Зміст навчання.)

3)       Як треба навчати інформатики? (Засоби, методи, організаційні форми навчання.)

3. 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 р., 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 й связь в жи-вотном й 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 «Computer Science», згодом на рубежі 1960-1970-х рр. французи ввели термін «Іпformatique» 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 назва 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 та 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, алгоритмічне 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 навколиш­нього середовища, мистецтвознавство, побут тощо. Основне значення Маєвдосконалення 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'єктомвивчення інформатики. у   Предмет інформатики визначається різноманітністю її застосувань. Інформаційні технології, що використовуються у різних видах людської ^Діяльності (управління виробничим процесом, наукові дослідження, проектування, фінансові операції, освіта та ін.), маючи спільні риси, в № самий час істотно відрізняються. Утворюються різні «предметні» 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 спільного, заснованого 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 той 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 галузі «Інфор­матика», яка була представлена на II Міжнародному Конгресі ЮНЕСКО «Освіта і інформатика». Ця структурна схема включає чотири розділи: теоретична інформатика, засоби інформатизації, ін­формаційні технології, 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 конкретного 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.

На всіх етапах розвитку суспільства інформаційні технології забезпечували інформаційний обмін між людьми, відображали від­повідний рівень і можливості систем пошуку, реєстрації, зберігання, опрацювання, подання, передавання інформації і, по суті, були синте­зом методів і засобів оперування людини з інформацією в інтересах її діяльності.

Інформаційна технологія — це сукупність методів, засобів, прийо­мів, що забезпечують пошук, збирання, зберігання, опрацювання, подання, передавання інформації між людьми.

У вузькому значенні «інформаційні технології» — це сукупність методів засобів, прийомів пошуку, зберігання, опрацювання, подання і передавання графічної, текстової, цифрової, аудіо- і відеоінформації на основі електронних засобів комп'ютерної техніки і зв'язку.

Інформаційно-комунікаційні технології (ІКТ) — інформаційні тех­нології на базі персональних комп'ютерів, комп'ютерних мереж і засо­бів зв'язку, для яких характерна наявність доброзичливого середовища роботи користувача.

Таким чином:

Інформатика — комплексна наукова й інженерна дисципліна:

• об'єктом якої є інформаційні процеси будь-якої природи;

• предметом є нові інформаційні технології, які реалізуються за допомогою комп'ютерних систем;

• методологією — філософські основи природничих і гуманітарних наук, обчислювальний експеримент.

Інформатика — динамічна наука, що інтенсивно розвивається та суттєво впливає на розвиток інших наук і технологій. Вона перетворю­ється із суто технічної на фундаментальну суспільно значущу науку.

Однією із сфер людської діяльності, в якій сьогодні все відчутнішим стає вплив інформатики, є система освіти. З'явився новий навчальний предмет, покликаний формувати основи інформаційної культури учнів, який спочатку отримав назву«Основи інформатики та обчислювальної техніки», а згодом«Інформатика».

Курс інформатики розпочали викладати у масовій школі в 1985 р. Причинами його введення стали:

• зростаюча комп'ютеризація виробництва;

• зростаюча комп'ютеризація наукових досліджень;

• потреби підготовки висококваліфікованих фахівців для комп'юте­ризованого виробництва;

• комп'ютеризація управління (діловодство, банківська справа, АРМ керівника, секретаря, бухгалтера);

• підготовка людини до життя в комп'ютеризованому суспільстві, використання комп'ютерів у побуті;

• доступ через комп'ютерні мережі до світових інформаційних ресурсів;

• комп'ютеризація власне освіти.

Деякі з вказаних чинників існували й раніше, але не було такої гострої і масової потреби у відповідних фахівцях. Комп'ютерні мережі стрімко розвиваються, пристроями телекомунікацій через глобальні мережі вже забезпечені багато організацій. Засоби інформаційно-комунікаційних технологій дешевшають і перестають бути рідкістю навіть вдома.

Шкільний навчальний предмет інформатики не може включати всі відомості, які складають зміст науки інформатики, що активно і постій­но розвивається. Разом з тим, шкільний предмет, виконуючи загаль­ноосвітні функції, повинен відображати найбільш загальнозначущі, фундаментальні поняття і відомості, які розкривають сутність науки, забезпечувати учнів знаннями, вміннями, навичками, необхідними для вивчення основ інших наук в школі, а також, готувати молодь до май­бутньої практичної діяльності і життя в сучасному інформаційному суспільстві.

Серед принципів формування змісту загальної освіти сучасна ди­дактика виділяє принцип єдності і протилежності логіки науки і навчального предмета.

Визначення змісту шкільного курсу інформатики є дуже непростим завданням, на розв'язування якого продовжує активно впливати процес становлення самої базової науки інформатики. Питання полягає в наступному: чого в новому загальноосвітньому знанні більше — того, що .повинно скласти окремий навчальний предмет для загальноосвітньої Підколи, чи того, що може (або повинно) бути нерозривно пов'язано із змістом і технологією вивчення всіх шкільних предметів?

Предметом навчальної дисципліни «Інформатика» є наукові факти, основні поняття і положення стосовно сутності інформації та інформаційних процесів, принципи, методи і засоби пошуку, збирання, зберігання, опрацювання, подання, передавання інформації та управління інформаційними процесами.

Структура і зміст шкільного курсу «Інформатика» повинні певною мірою відповідати сучасному стану і тенденціям розвитку інформатики як науки.

Інформатика як навчальний предмет — це педагогічне адаптована і предметно специфікована система знань:

·            навчальним об'єктом якої є предмет інформатики як наукової дисципліни;

·            предметом — результат дидактичного опрацювання наукових знань, які належать до навчального об'єкта, відповідно до цілей  навчання.

Дидактичне опрацювання — це вибір, розташування і концентрація навчального матеріалу, дидактичне спрощення, дидактична систематизація, форми подання змісту навчання та ін.

Програмне забезпечення шкільного предмета інформатики підтримує інформаційну, управляючу і навчальну системи середньої школи, включає в себе програмістські засоби для проектування і відтворення таких систем, що орієнтовані на школярів і вчителів.

У галузі технічного забезпечення методика навчання інформатики в школі має за мету економічно обґрунтувати вибір технічних засобів для супроводу навчально-виховного процесу в школі; визначити параметри обладнання типових шкільних кабінетів інформатики; вивчити шляхи ефективного використання серійних засобів і оригінальних розробок, орієнтованих на середню школу.

Навчально-методичне забезпечення шкільного курсу інформатики включає навчальні програми, методичні посібники, підручники зі шкільного курсу інформатики, програмні засоби для підтримки на­вчально-пізнавальної діяльності при навчанні інформатики, а також інших шкільних предметів, на яких можна випробувати методологіч­ний вплив інформатики, і для курсів, при викладанні яких планується використання засобів інформатики.

Очевидно, саме по собі введення сучасної комп'ютерної техніки в навчально-виховний процес школи не забезпечує автоматичного роз­в'язання завдань інформатизації навчального процесу. Щоб зробити навчальний .процес за нових умов ефективним, необхідно вирішити багато психолого-педагогічних проблем, зокрема пов'язаних з дослід­женням головних напрямів інформатизації навчання, коли комп'ютер виступає насамперед якзасіб навчально-пізнавальної діяльності, а крім того, і як об'єктвивчення.

До складу курсу вперше включено питання, пов'язані з вивченням соціально-економічних аспектів інформатизації суспільства, які є виключно актуальними і все більше висуваються на перший план хо­дом розвитку суспільства. Тому такі важливі поняття, як «інформаційні ресурси», «інформаційна інфраструктура» й «інформаційне середови­ще суспільства», а також його «інформаційний потенціал» та «інформа­ційна безпека», будуть доступними для тих учнів, які мають здібності до інформатики. Це стає дуже важливим в умовах, коли глобальний процес інформатизації суспільства все активніше впливає на його соці­альні й економічні структури, на роль і місце в суспільстві людини.

Відомості про комп'ютер як об'єкт вивчення є складовою частиною шкільного предмета інформатики. При цьому шкільний навчальний предмет, покликаний, перш за все, відігравати загальноосвітні функції, не може охопити всю розмаїтість питань, які становлять зміст науки інформатики, що бурхливо розвивається. Одночасно, зміст шкільного предмета повинен бути достатнім для того, щоб сформувати в учнів знання, вміння, навички, необхідні на сучасному етапі для вивчення основ інших наук у школі, а також для використання інформаційних технологій у майбутній практичній діяльності.

Враховуючи суттєві зміни, що відбулися останнім часом у галузі інформатики, підвищення її соціальної значущості, досвід вивчення у середніх загальноосвітніх школах курсу інформатики, використання засобів інформаційних комп'ютерно-орієнтованих технологій у процесі навчання різних навчальних дисциплін, результати проведених науково-педагогічних досліджень, слід розрізняти «Інформатику» як самостійну загальноосвітню дисципліну та комп'ютерно-орієнтовані методичні системи навчання окремих дисциплін.

4 .Методична система навчання інформатики в середній загальноосвітній школі

Системою називається будь-яка сукупність елементів довільної природи, між якими існують певні внутрисистемні зв'язки. Системний підхід вважається одним із провідних методологічних принципів дослідження в кожній галузі знань.

Кожна система має свою структуру, частини цієї структури розгля­даються як підсистеми.

Методична система навчання інформатики у середніх навчальних закладах визначається як система, функціонування якої обумовлюється Багатьма чинниками. Головними з них є: характер соціального замов­лення на сучасному етапі розвитку інформаційного суспільства, цілі вивчання та виховання, принципи і зміст навчання інформатики тощо. Й, Методична система навчання будь-якого предмета являє собою сукупність п'яти компонентів: цілі, зміст, методи, засоби й організаційні юрми навчання. Методичні системи навчання предметів, які становіть зміст загальної середньої освіти, формувалися протягом десятиріч основному емпірично, перевірялись шкільною практикою і помітно змінювались з періодом порядку 10-15 років. Для інформатики ж характерним є високий динамізм становлення її методичної системи навчання.

Аналіз методичної систе