НАЧАЛКА №1

Газета-клуб для всех, кто учит информатике маленьких детей

А.В. Горячев

Двухкомпонентный курс информатики для начальной школы

1. О причинах популярности курса “Информатика в играх и задачах”

В свое время авторы курса “Информатика в играх и задачах” обратили внимание на то, что при объектно-ориентированном анализе и проектировании требуется целенаправленное применение таких умственных действий, как абстрагирование, декомпозиция, построение иерархий - действий, которые относятся к так называемым “когнитивным”, или познавательным, действиям. Известно, что младший школьный возраст является возрастом особой восприимчивости детей к развитию логического мышления, в этом возрасте происходит переход к иерархиям понятий и их многоступенчатой систематизации.

Учитывая тезис Выготского о том, что обучение опережает развитие, мы предположили, что обучение элементам объектно-ориентированного, алгоритмического и логического анализа поможет интеллектуальному развитию младших школьников, а это отразится на успеваемости по базовым дисциплинам. Наши ожидания подтвердились. Более того, мы обратили внимание на то, что анализ как этап профессиональной деятельности системных аналитиков, рассматриваемый отдельно, имеет несомненную общеобразовательную ценность и его можно трактовать как этап формализации знаний. Обучение объектно-ориентированному, алгоритмическому и логическому анализу можно рассматривать как обучение автоформализации знаний. Под автоформализацией знаний понимается компактное и однозначное представление человеком своих (именно своих) персональных знаний. Формализация знаний необходима для возможности обмена знаниями, для создания и развития так называемой “экономики знаний”. К методам формализации и автоформализации знаний относятся классификация и систематизация знаний. Как правило, классификационные системы имеют иерархическую или древовидную структуру.

К умениям младших школьников, связанным с объектно-ориентированным, алгоритмическим и логическим анализом, мы отнесли умения:

  • выделять классы (группы однородных предметов);
  • находить общее в составных частях и действиях у всех предметов из одного класса (группы однородных предметов);
  • называть общие признаки предметов из одного класса (группы однородных предметов) и значения признаков у разных предметов из этого класса;
  • определять составные части предметов, а также, в свою очередь, состав этих составных частей и т.д.;
  • приводить примеры последовательности действий в быту, сказках, понимать построчную запись алгоритмов и запись с помощью блок-схем;
  • выполнять простые алгоритмы и составлять свои по аналогии;
  • выполнять алгоритмы с ветвлениями, повторениями, параметрами, обратные заданному;
  • выбирать схему, правильно изображающую предложенную ситуацию;
  • изображать множества с разным взаимным расположением;
  • находить на рисунке область пересечения двух множеств и называть элементы из этой области;
  • отличать высказывания от других предложений, приводить примеры высказываний, определять истинные и ложные высказывания;
  • записывать выводы в виде правил “если-то”;
  • по заданной ситуации составлять короткие цепочки правил “если-то”.

Многие учителя начальных классов, пропустив слова про объектно-ориентированный анализ как непонятные, подтвердят вам значимость перечисленных умений. Более того, многие из них скажут, что всегда старались (насколько это было возможным) развивать у детей эти умения. То есть систематизированное формирование перечисленных умений многие учителя начальной школы воспринимали и воспринимают как что-то хорошо знакомое, но упорядоченное и разложенное “по полочкам”.

Честно признаемся, “полочки” были выбраны непроизвольно. В нашем наборе “полочек” проявилась предметная специфика. Результаты анализа фиксируются в виде схем. Мы предлагали схемы, принятые или аналогичные принятым в информатике: схемы состава, наследования, отношений, алгоритмов, логического вывода. А для учителей начальной школы эти схемы выглядели и выглядят просто как один из видов универсальных схем для описания декларативных и процедурных знаний.

Итак, мы показали пользу, которую обучение элементам объектно-ориентированного, алгоритмического и логического анализа приносит развитию младших школьников, а следовательно, и всему учебному процессу, базовым учебным дисциплинам.

Рассмотрим пропедевтическую роль элементов объектно-ориентированного, алгоритмического и логического анализа при обучении информатике. В литературе по специальности неоднократно отмечалось, что объектно-ориентированный подход является по своей сути моделированием, а объекты - абстрактными моделями тех предметов и явлений, которые они представляют. То есть, занимаясь объектно-ориентированным анализом, переходя от рассматриваемых предметов к их представлению в виде таблиц и схем, школьники на практике учатся строить информационные модели. Таким образом, в начальной школе проходит пропедевтика важнейшей линии информатики - формализации и моделирования. Кроме того, при внимательном рассмотрении перечня перечисленных умений нетрудно обнаружить представление информации в виде схем и таблиц, а также пропедевтику алгоритмов и элементов формальной логики. Все эти темы традиционно относятся к наиболее логически сложным при изучении информатики.

Итак, описанный выше подход к пропедевтике курса информатики создает основу для последующего изучения логически наиболее сложных разделов базового курса информатики: формализация и моделирование, алгоритмы, формальная логика. Безусловно, это не полный перечень разделов информатики. Например, мы не считаем самостоятельной ценностью заучивание детьми новых терминов (“информация”, “прием”, “передача”, “приемник”, “источник” и т.д.) для обозначения хорошо известных процессов, таких, как чтение, слушание, общение, обмен сведениями. В нашем курсе нет практики работы на компьютере, которая вполне доступна и явно целесообразна для младших школьников. Этот сознательный выбор ограничения области пропедевтики информатики определяется рядом причин:

1. Логика построения необязательного пропедевтического курса. Поскольку мы имеем дело с необязательным курсом, то в базовом курсе информатики мы должны вводить предметные понятия, исходя из предположения, что они вводятся впервые. Может, конечно, неоднократный ввод одних и тех же понятий и имеет смысл, но, на наш взгляд, гораздо целесообразнее сконцентрироваться на своевременном развитии мышления и формировании необходимых умственных действий.

2. Вынужденное разделение пропедевтики информатики и практики работы на компьютере. Начальная школа обладает особенностью, которой нет на других этапах школьного обучения: один учитель ведет уроки по всем базовым учебным дисциплинам. Было бы целесообразно использовать эту ситуацию для обеспечения переноса умственных действий, формируемых на уроках информатики, на уроки по базовым дисциплинам. Основу такого переноса и создает ведение уроков информатики учителем начальных классов. До тех пор, пока учитель начальных классов повсеместно не будет обладать способностью проводить полноценные уроки по информационным технологиям, мы вынуждены рассматривать пропедевтику информатики и пропедевтику информационных технологий в начальной школе как две отдельные сущности, как два отдельных урока с разными учителями и в разных классах (обычном и компьютерном). Конечно, желательно предусматривать и вариант объединения этих уроков.

3. Невозможность объять необъятное. Как говорится в известном стихотворении, “больших семь шапок из овцы не выкроишь никак”. Известный недостаток одночасовых предметов - это нагрузка в основном на память, перегрузка новыми понятиями (введение новых понятий без достаточного времени на освоение их в действиях). Поэтому пропедевтика чего-либо в одночасовом предмете предполагает разумное самоограничение, выбор “направления главного удара”, оставляя ряд тем на изучение в базовом курсе.

Выбор основного направления пропедевтики в виде освоения базовых, фундаментальных умственных действий полностью соответствует деятельностному подходу в обучении, сущность которого заключается в рассмотрении процесса учения как деятельности. Для преподавателя это означает, что в процессе обучения, при передаче опыта общественно-исторической практики он должен решать задачу формирования у обучаемых умения осуществлять деятельность. Следовательно, целью обучения также является деятельность или действия и операции, с помощью которых она реализуется и которые направлены на решение специфических для учения задач. Систему операций, которая обеспечивает решение задач определенного типа, называют способом действий. Таким образом, при деятельностном подходе конечной целью обучения является формирование способа действий. При этом всякое обучение основам наук в то же время является и обучением соответствующим умственным действиям, а формирование умственного действия невозможно без усвоения определенных знаний. При деятельностном подходе проектирование учебной деятельности начинают с ее анализа и выделения системы умений: базовых (познавательных и организационных), межпредметных и предметных. Затем планируется последовательность освоения этих умений, начиная с базовых. Именно такую картину мы и наблюдаем в курсе “Информатика в играх и задачах”. В нем ставится задача формирования базовых познавательных умений для учебного предмета “Информатика и ИКТ”.

Нельзя не упомянуть о возможностях, которые курс “Информатика в играх и задачах” открывает перед школами, специализирующимися на информатике и информационных технологиях. Для таких школ обучение объектно-ориентированному анализу выступает не только как обучение автоформализации знаний, но и как первый этап обучения современной парадигме объектно-ориентированного программирования.

Выводы

Основной причиной популярности курса среди учителей начальной школы является его ориентация на развитие базовых познавательных умственных действий в информатике, относящихся к общеучебным. Эта ориентация положительно влияет на развитие школьников и способствует повышению успеваемости по базовым дисциплинам.

Основной причиной популярности курса среди учителей информатики является его ориентация на пропедевтику логически сложных разделов информатики, позволяющая более быстро и полно осваивать в основной школе логически сложные разделы базового курса информатики, такие, как формализация и моделирование, алгоритмы, формальная логика.

Перечисленные выше причины являются не единственным фактором популярности курса. При его создании ставилась задача: говорить о сложном просто и понятно, в удобной для учителя и ученика форме. В методических пособиях подробно описаны сценарии всех уроков, минимизировано число новых терминов, проанализированы типовые ошибки детей и предложены варианты реакции учителя. В состав комплекта входят контрольные работы. Разработаны наглядные пособия. В течение 5-6 лет мы работали в режиме обратной связи с учителями, ведущими уроки, и постоянно корректировали содержание учебников. Кроме того, мы подбирали занимательные и интересные формы проведения занятий, в том числе задачи и учебные игры.

2. О новом стандарте для начальной школы

В новом стандарте для начальной школы есть два нововведения, имеющих отношение к пропедевтике учебного предмета “Информатика и ИКТ”, - это перечень общеучебных умений и раздел образовательной области “Технологии” под названием “Практика работы на компьютере (использование информационных технологий)”. Раздел, связанный с изучением информационных технологий, не является для школ обязательным, а вводится в обучение “при наличии материально-технических средств”.

Рассмотрим, как соотносятся эти нововведения с содержанием курса “Информатика в играх и задачах”. Перечень общеучебных умений примерно на две трети состоит из умений, которые можно назвать информационными (и треть организационных умений). Курс “Информатика в играх и задачах” можно считать более или менее близким перечню информационных умений (за исключением тех умений, которые явно относятся к предмету “Чтение”). Более того, можно считать, что в “Информатике в играх и задачах” мы имеем дело с расширением перечня общеучебных умений в направлении большей интеллектуализации, логической сложности. Это привычная картина - расширение минимумов, заложенных в стандартах, в тех или иных авторских учебных программах.

В то же время, содержание курса “Информатика в играх и задачах” практически не имеет точек соприкосновения со стандартом для практики работы на компьютере (использования информационных технологий). Если задуматься о причинах этого, то можно обратить внимание на соотношение информатики и информационных технологий в базовом курсе информатики. По отношению к информационным технологиям информатика выступает как совокупность теоретических основ: логических, алгоритмических, математических, информационных (в узком смысле), этических и так далее. Причем не всегда одновременно с изучаемыми основами изучаются информационные технологии - их приложения. Порой эти основы изучаются впрок. Более того, некоторые разделы информатики могут начать использоваться в информационных технологиях уже за порогом школы. В любом случае информатика - это фундамент применения информационных технологий. В курсе “Информатика в играх и задачах” мы имеем дело с изучением этого фундамента и не касаемся его приложений.

Для каждого логически сложного раздела информатики, безусловно, существуют опирающиеся на них информационные технологии, но не в начальной школе. А в начальной школе ученикам вполне доступно создание таких информационных объектов, как рисунки, анимация, текстовые документы с таблицами, схемами и изображениями, поиск информации и организация найденных сведений (персональное информационное пространство).

Авторам курса “Информатика в играх и задачах” приходилось слышать, что наш курс не соответствует новому стандарту по информатике для начальной школы. В этом утверждении присутствует серьезная ошибка: не существует стандарта информатики для начальной школы. В новом стандарте есть раздел “Информационные технологии” в образовательной области “Технологии”. Именно ему не соответствует курс “Информатика в играх и задачах”, что неудивительно. Точно так же наш курс не соответствует стандарту по физической культуре. Просто он не является ни курсом физкультуры, ни разделом труда (“Технологий”). Это пропедевтический курс именно информатики - предмета, не входящего в федеральную часть базисного учебного плана для начальной школы и изучаемого в школах за счет регионального или школьного компонента БУП.

3. О дополнении “Информатики в играх и задачах” информационными технологиями

Поскольку в новом стандарте для начальной школы появился раздел образовательной области “Технологии” под названием “Практика работы на компьютере (использование информационных технологий)”, нашему авторскому коллективу было предложено разработать учебник по информационным технологиям для проведения занятий на уроках технологий (труда) в 3-х и 4-х классах. Предполагалось, что новый учебник по информационным технологиям будет полностью соответствовать новому стандарту по технологиям. Кроме того, нами было решено обеспечить сочетанием нового учебника и комплектом “Информатика в играх и задачах” пропедевтику всех разделов базового курса информатики.

Поскольку в разных школах по-прежнему разные условия для освоения информационных технологий и разные возможности выделения часов для изучения информатики, нами было решено рассматривать новую разработку как второй компонент пропедевтического курса учебного предмета “Информатика и ИКТ”. Мы считали, что, исходя из конкретных условий в конкретной школе, учитель может собрать из двух компонентов оптимальное сочетание для своих классов. Идеальным вариантом мы считаем сочетание отдельного урока информатики и изучение информационных технологий на части уроков технологий в 3-х и 4-х классах, как это предусмотрено федеральным базисным учебным планом.

Мы считали, что новый учебник должен решить задачу пропедевтики разделов информатики, не охваченных комплектом “Информатика в играх и задачах”, не через изучение теории этих разделов, а через накопление учениками опыта информационной деятельности. Мы предпочитали не включать в учебник рассказы о разных видах информации, с которой можно работать на компьютере, а дать школьнику практическую возможность попробовать своими руками действия с графикой, анимацией, интерактивной анимацией, текстами, схемами, таблицами, с поиском и организацией информации.

Поскольку информационные технологии изучаются по новому стандарту в образовательной области “Технологии”, этот факт должен был быть отражен в новом учебнике. Другими словами, у нас должен получиться не учебник информатики, а учебник по одному из разделов “Технологии”, который должен следовать общим принципам, относящимся ко всем учебникам образовательной области “Технологии”. Именно поэтому в нем нашли свое место страницы о соотношении материальных и информационных технологий, о профессиях, связанных с информационными технологиями, о возможности применения информационных технологий в школе, о правилах безопасности при работе в компьютерном классе.

Известно, что школьников легче учить сначала создавать на компьютере рисунки, а уже затем переходить к работе с текстами. Мы следовали этому годами проверенному правилу. В 3-м классе по нашей программе школьники будут иметь дело с графикой, анимацией, интерактивной анимацией. В 4-м классе ученики перейдут к созданию текстов, текстов с изображениями, таблицами и схемами, будут заниматься практическим поиском и организацией информации.

Создавая новый учебник, мы столкнулись с двумя проблемами:

1) неопределенность с числом часов, выделяемых на изучение информационных технологий, из общего числа часов, отводимых на изучение технологий,

2) необходимость предусмотреть наличие разных платформ (PC+Windows, PC+Linux, Mac) и привычку работы учителей с полюбившимися программными пакетами.

Для решения проблемы с неопределенностью часов нами было решено делать учебник с модульной структурой. В зависимости от числа имеющихся часов учитель может выбирать для изучения тот или иной набор модулей.

Более оригинальное решение было принято нами для решения проблемы разных платформ и разных программных пакетов. Перед нами стояло классическое противоречие ТРИЗ (теории решения изобретательских задач): в учебнике должны быть описания конкретных кнопок, чтобы дети могли этому научиться, и в учебнике не должны быть описания конкретных кнопок, потому что у разных программ на разных платформах эти кнопки разные. Для разрешения этого противоречия мы применили классический прием ТРИЗ - разделение в пространстве. Мы выпускаем учебник и справочники-практикумы по отдельным программам.

В учебнике мы приводим общую часть описания работы с графикой, анимацией или текстами и даем обзор (неполный) инструментальных программ, с помощью которых можно выполнять эту работу. В обзорах программ мы стараемся представить программы для разных платформ. Кроме того, в этих обзорах мы стараемся указать наиболее популярные программы. Например, программа ЛогоМиры включена у нас в три обзора: программы для работы с графикой, программы для создания анимации и программы для создания интерактивной анимации. Другой пример: программа Роботландия (под DOS) включена нами в обзор программ для работы с графикой.

В справочниках-практикумах мы знакомим школьников с назначением программ, описываем способы выполнения отдельных операций и приводим упражнения для освоения этих операций. Мы не стали заниматься разработкой своих программ, а выбрали из уже созданных те, которые показались нам наиболее привлекательными. Например, для третьего класса мы готовим справочники-практикумы для программ “TuxPaint”, “Конструктор мультфильмов”, “Конструктор игр”, “FloorPlan 3D”.

Число справочников-практикумов по конкретным программам будет расти. На первом этапе мы ограничились одним справочником-практикумом для каждого модуля в учебнике. Если учитель предпочитает использовать привычную для него программу, для которой у нас еще нет справочника-практикума, он просто обходится без него, как и поступал раньше.

Поскольку новый учебник относится к учебникам образовательной системы “Школа-2100”, разработанной под руководством академика , в него включены специальные средства реализации целей нашей образовательной системы. В частности, речь идет о такой цели образовательной системы, как выращивание функционально грамотной личности. Под функционально грамотной личностью мы понимаем личность, которая способна использовать все постоянно приобретаемые в течение жизни знания, умения и навыки для решения максимально широкого диапазона жизненных задач в различных сферах человеческой деятельности, общения и социальных отношений. Для родителей мы даем более простое и менее научное определение: функционально грамотная личность - это человек, умеющий действовать, решать возникающие в жизни задачи, оставаясь при этом человеком. Именно как средство достижения этой цели в новых учебниках образовательной системы “Школа-2100” можно встретить составленные по единой форме описания жизненных ситуаций, для решения которых необходимо применять изучаемые умения. Описания жизненных ситуаций, для решения которых необходимо применение изучаемых информационных технологий, можно встретить и в нашем учебнике.

Мы надеемся, что предлагаемый нами двухкомпонентный “конструктор” позволит учителям собирать из него такие конструкции, с помощью которых они смогут комфортно и результативно учить детей.

TopList