litceysel.ru
добавить свой файл
  1 2 3 4 ... 18 19

1.3Ретроспектива и перспектива обучения информатике

Итак, обсудив особенности нашего проекта [A.1], давайте осмыслим предпосылки его создания.

Проблема информационного образования не теряет остроты, т.к. касается сути человеческого существования, где каждый вовлечен в мир сложных систем НИТ. Прагматический интерес пользователей обеспечивается системами программирования с богатым Help’ом и поддерживающими компьютерными курсами. Они хорошо решают проблему вовлечения в ремесленническую жизнь за счет обеспечения навыков действия с системой. Как правило, на этом пути не хватает ресурса для вовлечения человека в концептуальный мир рациональной культуры, который обеспечивает общность видения сложных систем НИТ. Тем самым базовое обучение информатике по-прежнему является открытым вопросом, но приобрело остроту из-за всеобщности информационного образования. Базовое обучение должно обеспечить знание, на основе которых возможно продвижение в использовании систем НИТ на профессиональном уровне.

Большая часть новых отечественных курсов, вообще, вне критики (например, учебник для вузов под редакцией С. В. Симоновича “Информатика. Базовый курс”, “Питер”-99). Они представляют совокупность введений по использованию распространенных сред программирования. Ясно, что анализ как работать с разными средствами, имеет мало общего с ответом на вопросы, что между ними общего и почему представление о них столь важно.

Но есть и достижения. Например, курс А. Шень “Программирование: вводный курс, теоремы и задачи”, МЦНМО-95. Курс нацелен на обучение доказательному программированию на материале, составляющем основу дискретности. Это соответствует позиции в обучении, разработанное Н. Виртом под влиянием Ч. Хоара в: “Системологическое программирование. Введение”, Мир-77; “Алгоритмы + структуры данных = программы”, Мир-85; “Алгоритмы и структуры данных”, Мир-89. К тому же курс А. Шень дополняется современными лекционными курсами МЦНМО по согласованным разделам математики. Особый интерес представляют лекционные курсы Н. К. Верещагина и А. Шень: “Вычислимые функции”, МЦНМО-99; “Языки и исчисления”, МЦНМО-2000. Столь же концептуально состоятельно методическое пособие по новому школьному курсу “Информационная культура” под редакцией А. Г. Кушниренко, М. Г. Эпиктетова “Модуль: класс 9”, “Модуль: класс 10”, Дрофа-95. Отметим также курс (2000-2001гг) И. В. Поттосина “Практическое программирование” (соавторы М.М.Бежанова и Л.А.Москвина), обобщающий опыт новосибирской школы А. П. Ершова. В него входят “Приемы создания программ на языке Паскаль”, “Современные понятия и методы программирования”, “Структуры данных и алгоритмы”, “Визуальное программирование в среде Delphi”.


Из зарубежных базовых курсов информатики отметим два достижения: в Европе   M. Broy "Информатика. Основополагающее введение" в 4-ех частях, Германия 94-97гг; в Америке – R. L. Graham, D. E. Knuth, O. Patashnik “Конкретная математика. Основание информатики”, 1998.

Курс информатики M. Broy является естественным развитием курса информатики его учителя F.L.Bauer (Ф. Л. Бауэр, Г. Гооз “Информатика”, Мир-90, 1060стр.). В нем продолжается традиция приобщения к теоретическим обобщениям информатики и обнаруживается тенденция уже учить не компьютеру и даже не золотому фонду ЯП, а теоретическим основам сред информационного моделирования. Это соответствует современным требованиям к базовому обучению. Но в таких случаях курсы становятся огромными (учебник M. Broy содержит порядка 1200стр.). Кроме того, многие теоретические вопросы вынуждено представляются без обоснования. Это противоречит развитию составного свойства рационального у учащегося – критичности, основанной на доказательстве. Кроме того, наличие сегодня в информатике языков спецификаций, являющихся языками программирования (OBJECT, FOOPS) требуют включения в теоретические основы предмета современные разделы математики – упорядочено-сортные логики, язык категорий. В этом смысле, даже теоретические курсы (например, M. Broy), при всей их сложности, уже недостаточно теоретичны.

Курс информатики D.E. Knuth “Конкретная математика. Основание информатики” (700стр.) является быстрее введением в дискретный и континуальный мир математики, который обслуживает информатику. Его главный недостаток, в отношении к информатике, очевиден – исчезло программирование. Если об этом сказать в терминах рационального, то исчезла языковая составляющая математики. Этой сущностью, как главному направлению своего развития, математика занималась весь XX век и таким образом проложила дорогу к современным вычислителям. Поэтому к достижению следует отнести совокупный курс, в который также включить трехтомник “Искусство программирования для ЭВМ” (Мир-76, 77, 78) и книгу “Математические методы анализа алгоритмов” (Мир-87) в соавторстве с Д. Грин.


Интересный подход Е.М. Бениаминова (школа М.Ш. Цаленко) [E.3-4], который в базовом обучении использует алгебру (общую и универсальную), естественно связывая их с информатикой посредством АТД.

Обсуждение современного состояния проблемы будет неполным, если не обсудить существующие обучающие системы и тенденции компьютерных практикумов.

Анализ обучающих систем (например: пакета для вузов Российского НИИ информационных систем; пакета, представленного на конгрессе ЮНЕСКО 1996г "Информатика и образование") обнаруживает достижения в интерфейсе общения, а также в использовании графики для обучения. Но все это реализовано на уровне тренажеров или интеллектуального преподавания, обеспечивающего преодоление трудностей за счет обобщенного опыта учителя в данном предмете. Такие системы ориентированы на нашу способность к обучению. Что же касается моделирования сотрудничества учителя и ученика для обеспечения самоорганизации последнего, то здесь результаты редки. Например, к таким следует отнести всевозможные компьютерные курсы "Живая математика", "Живая физика", выполненные в московском институте повышения квалификации работников образования (ректор А. Л. Семенов). В них моделируются среды для познавательной деятельности обучаемого (использованы идеи С. Пейперта, Массачусетс). Но и в этих обучающих системах нет модели обучаемого, поэтому в отношении предметной области они не могут выйти за границы фрагментов предмета.

В качестве современного практикума обсудим пятую часть курса M. Broy (соавтор B. Rumpe) “Введению в информатику: сборник задач. Структурированное собрание упражнений с образцами решений”, Научный мир, 2000. В нем наблюдается та же тенденция предоставления среды для исследования предмета (направление С. Пейперта). Для этого созданы новые или адаптированы существующие инструментальные пакеты. В этом ключе, покрываются темы – автоматы, анализаторы, рекурсивные вычисления и т.д. Но, конечно же, все это подается традиционно – без обучающей системы. Таким же является “Автоматизированный практикум по нелинейной динамике (синергетике)” Б. М. Павлова, используемый на ф-те ВМК МГУ.


На наш взгляд сегодня проблемой эффективной помощи больше заняты в офисном программировании, где действуют контекстные мастера помощи. Кроме того, такие учебные курсы, как курс В.Т. Безручко [Е.5], уже ориентированы на офисное программирование как на базовое обучение.

Итак, общее состояние проблемы в мире наблюдается таким:

а) легко обнаруживается противоречие базового обучения - объемность и сложность предмета против ясного и обоснованного его представления для формирования рационального мировоззрения;

б) выбирается метод РО для преодоления противоречия;

в) при использовании компъютерных систем метод РО применяется только для фрагментов предмета.

Перспектива подхода, основанного на методе ГРОМ, состоит:

а) в привлечении большого контекста о процессе научного познания, что позволяет выделить конструктивно реализуемые элементы;

б) тем самым распространяем на объемный и снтезирующий предмет метод развивающего обучения (ГРОМ);

в) в подходе ключевая роль отводится программированию: традиционному на ЯП, как понимательной деятельности, к которой мы приспособлены на основании первой грамотности; документно-ориентированному, как основе вхождения в парадигму ООП, являющейся сутью понимания сложных систем НИТ;

г) в разработке ИКМУ для изучения информатики, которое преодолевает возникшие трудности в целях современного математического и информационного образования, в том числе, и для высшей школы.

Результатом проекта [A.1] станет учебная открытая система вида ИКМУ, в которой:

а) учащийся найдет путь приобщения к информатике через программирование; причем приобщение не уступит в строгости уровню анализа или алгебры;

б) автор будет иметь открытую систему, позволяющую исследовать значение своей ПО для учащегося по трем критериям: значимость, доступность, доказательность;

в) учитель обнаружит поддержку в подготовке разнообразного материала для своей практической работы, адаптивной в отношении учащихся и своих интересов;


г) общество информатиков обнаружит направление, на котором может быть получен базовый курс как основы современного рационализма посредством коллективных усилий.

Следует отметить, что непосредственно в данном направлении работа ведется с 1993г. Ей способствовал ряд проектов (о них уже упоминалось выше), профинансированных РФФИ. Она поддерживалась также Соглашением о сотрудничестве (93-95гг, 96-98гг) с факультетом математики и информатики г. Jena Германии, а также рабочими контактами с Prof. M.Broy (Технический университет, Munchen).

Сейчас в данном проекте эксплуатируются следующие полученные ранее результаты:


  • разработанный метод обучения ГРОМ, ориентированный на понимательную деятельность учащегося и образованный увязыванием трех его составляющих – герменевтики, РО, РК (развивающаяся культура);

  • разработанная схема преобразования документа к учебному виду, основанная на структурном индексе;

  • разработанная иерархия индексов в соответствии с их отношением с понятием САМ;

  • разработанная схема визуализации, которая допускает управляемую навигацию;

  • практический опыт реализации фрагментов ИОС.



<< предыдущая страница   следующая страница >>