ИТО-РОИ-2007 / Публикации : устное выступление и публикация 

ОБ УЧЕБНИКАХ ИНФОРМАТИКИ ДЛЯ НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЫ

Бененсон Е.П.

Кандидат технических наук

Целью изучения информатики в начальной школе является формирование первоначальных представлений об информации и её свойствах и первичных навыков работы с информацией – как с применением компьютеров, так и без них.

Обучение информатике направлено на решение следующих задач:

Программа нашего курса, в соответствии с которой разработаны учебники, предусматривает обучение младших школьников на пропедевтическом уровне по следующим направлениям:

  1. Информационная картина мира.
  2. Компьютер — универсальная машина по обработке информа-ции.
  3. Алгоритмы и исполнители.
  4. Объекты и их свойства.
  5. Этические нормы при работе с информацией и информацион-ная безопасность.

Работа по названным направлениям в течение всех лет начального обучения информатике идет параллельно и во взаимосвязи.

Понятие информации и работа с информацией

В информационном обществе центр тяжести образовательного процесса перемещается с заучивания фактов и теорий на формирование готовности и умения самостоятельно приобретать новые знания. Отсюда вытекает первая задача курса информатики: учить школьника искать, отбирать, организовывать и использовать информацию для достижения стоящих перед ним целей. Эта задача решается на протяжении всего периода обучения информатике в начальной школе в рамках всех пяти разделов курса.

Обучение начинается с введения во 2-ом классе понятий информация, источники информации, поиск, передача, хранение и обработка информации.

Понятие информации рассматривается с точки зрения семантической теории информации, то есть с учётом её содержания, смысла. Обращается внимание на полезность или бесполезность информации для человека с точки зрения решаемых им задач. Информация понимается как сведения об окружающем мире, как сигнал, сообщение о происходящих в нём процессах.

При изучении способов работы с информацией (сбор, хранение, передача, обработка, использование) основное внимание уделяется тем информационным процессам, в которых непосредственное участие принимает человек. В этом контексте компьютер рассматривается как машина, обменивающаяся информацией с человеком. С этой точки зрения изучаются основные устройства компьютера. Называются устройства, которые принимают информацию (устройства ввода – клавиатура, мышь, сканер), обрабатывают её (процессор), хранят (оперативная и внешняя память) и передают человеку (устройства вывода – монитор, принтер).

В 3-м классе информация рассматривается в контексте понятия объект. Совокупность свойств объекта понимается как статическая информационная модель объекта, а алгоритмы изменения значения свойств — как динамическая информационная модель процесса.

В 4-м классе обсуждается также вопрос достоверности информации, найденной в тех или иных источниках.

Все годы, со 2-го класса начиная, дети работают с различными видами информации – с текстовой, графической и численной. Уже со 2-го класса дети используют совместно текстовую и графическую информацию, сопоставляя рисунки и тексты. Со 2-го класса знакомятся с принципами двоичного кодирования слов и рисунков. С самим термином «виды информации» и с тем, что по способу двоичного кодирования выделяют графическую, текстовую, численную и звуковую информацию, дети познакомятся в 4-м классе.

В 3-м и 4-м классах обсуждаются различные способы организации информации:

Параллельно с постепенным накоплением понятийного аппарата учащиеся выполняют практические задания, связанные:

Практические задания выполняются как с использованием компьютера, так и без него. Содержательно большинство заданий связаны с различными предметами школьного курса и с жизненным опытом учащихся.

Обработка информации по формальным правилам рассматривается, в основном, в рамках направления «Алгоритмы и исполнители». Выполняя алгоритмы, созданные для формальных исполнителей, учащиеся приобретают умение использовать информацию, содержащуюся в плане, предложенном другими людьми. Составляя такие алгоритмы, школьники учатся чётко формулировать цели и самостоятельно составлять план достижения цели на основе информации о начальном и конечном состоянии исполнителя.

Знакомство с приёмами планирования целенаправленной деятельности

Успех профессиональной деятельности современного человека в значительной степени базируется на умении ставить цели, находить альтернативные пути достижения целей и выбирать среди них оптимальный. В этой связи ставится вторая задача курса информатики в начальной школе – формировать первоначальные навыки планирования целенаправленной деятельности, в том числе учебной деятельности.

Знакомство с приёмами планирования деятельности осуществляется в основном в рамках направления «Алгоритмы и исполнители». Это направление разбивается на два:

При создании алгоритмов деятельности человека большое внимание уделяется планированию и организации учебной деятельности школьника, что оказывает положительное влияние на формирование полезных общеучебных навыков.

Работа с разнообразными формальными исполнителями алгоритмов позволяет решать двоякую задачу.

Во-первых, исполнение алгоритмов, созданных для формальных исполнителей, способствует развитию психической функции принятия внешнего плана. Это имеет первостепенное значение для практического овладения компьютером, так как использование компьютерных информационных технологий связано с формальным исполнением сложных последовательностей технологических действий (при сохранении и открытии электронных документов, при запуске программ и так далее). Поэтому важно, чтобы на первом этапе овладения компьютерными информационными технологиями школьник умел формально выполнять алгоритмы, предложенные учителем.

Во-вторых, самостоятельное составление таких алгоритмов стимулирует активное развитие алгоритмического мышления, что является основой изучения практически всех дисциплин школьного курса.

При наличии необходимого оборудования можно использовать компьютерные программы, которые позволяют, используя систему команд исполнителя, управлять исполнителем в интерактивном режиме. В этом случае параллельно с навыком составления алгоритмов формируются практические навыки работы с клавиатурой и мышью.

Во 2-ом классе вводится понятие алгоритма как плана достижения цели или решения задачи, состоящего из дискретных шагов. На этом этапе рассматриваются только линейные алгоритмические конструкции. На основе опыта выполнения и составления алгоритмов, накопленного учеником, обсуждается влияние на результат выполнения алгоритмов как набора инструкций, так и порядка их следования в алгоритме.

Исходную информацию для выполнения практических заданий по составлению алгоритмов деятельности человека второклассники получают из учебника по информатике, наблюдений за деятельностью других людей и из личного практического опыта.

Со 2-го класса начиная, используются различные способы записи алгоритмов – в виде повелительных предложений русского языка, с помощью рисунков, с помощью схематической записи команд формального исполнителя.

В 3-м классе добавляется более сложная алгоритмическая конструкция – ветвление. Дети работают с блок-схемами. Вводятся также команды с параметрами (для формальных исполнителей). Дети знакомятся с методом последовательной детализации алгоритма.

На данном этапе учащиеся разрабатывают и выполняют алгоритмы решения задач из разных предметных областей – математики, окружающего мира. Задания, связанные с математикой, согласованы с программами по математике для третьего класса и способствуют решению текстовых задач и получению навыков вычислительной деятельности. Задания, связанные с окружающим миром, увеличивают эрудицию в этой области знаний.

В 4-м классе ещё более усложняются алгоритмические конструкции. Здесь рассматриваются циклы с предусловием как средство планирования циклически повторяющихся действий. Из всех видов цикла выбран именно цикл с послеусловием, т.к. он входит в базовые алгоритмические конструкции (наряду с линейным участком и ветвлением). Рассматриваются циклические процессы в природе, в технике, в деятельности человека. Использование циклических алгоритмов позволяет планировать деятельность по проведению естественнонаучных экспериментов.

На этом же этапе рассматривается выделение основных и вспомогательных алгоритмов. Если в задаче выделяются основной и вспомогательные алгоритмы, то в этом случае используется метод последовательной детализации, с которым учащиеся познакомились в третьем классе.

Освоение объектного подхода, начавшееся в третьем классе, позволяет подойти в четвертом классе к составлению алгоритмов функционирования систем, состоящих из нескольких однотипных формальных исполнителей. Учащиеся составляют алгоритмы, изменяющие свойства объектов.

Первоначальные представления о компьютере. Практические навыки работы на компьютере

Широкое применение компьютерных технологий в трудовой деяте-льности ставит перед школой задачу формирования практических навыков использования различных компьютерных технологий. Поэтому перед курсом информатики в начальной школе ставится задача дать первоначальные представления о компьютере и современных информационных технологиях, а также сформировать первичные навыки работы на компьютере. Эта задача решается в рамках направления «Компьютер – универсальная машина для обработки информации».

Первоначальные фундаментальные знания о компьютере даются детям как при наличии компьютера, так и в его отсутствии.

К фундаментальным знаниям о компьютере относится следующее:

Представление о компьютере как о машине для обработки информации и о двоичном кодировании текстовой информации и рисунков в компьютере формируется во 2-м классе параллельно с изучением способов работы с информацией. Сопоставляется хранение информации с использованием и без использования компьютера, обработка информации человеком и компьютером.

Изучению устройства компьютера основное время также отведено во 2-м классе. Именно тогда дети узнают модульный принцип построения компьютера и знакомятся с названиями и назначением основных устройств. Часть устройств компьютера (монитор, клавиатура, мышь, принтер, сканер) доступна для наблюдения. Поэтому обсуждение этих устройств и их назначения не представляет трудности. Другие устройства (дисководы, процессор, системная плата) скрыты в корпусе и в силу особенностей конструкции плохо доступны для обозрения. В то же время именно представление об особенностях работы оперативной и внешней дисковой памяти имеют практическое значение для формирования навыков работы на компьютере. Изучение этих устройств, а также формирование на наглядном уровне представления об открытой архитектуре компьютера опирается на схематические рисунки, иллюстрирующие процесс сборки компьютера из отдельных устройств, компьютерную программу, моделирующую процесс сборки компьютера, а также на изготовление макета компьютера из бумаги. (В учебнике имеются заготовки для макета и алгоритм изготовления макета. Работа по созданию макета может быть осуществлена на уроках информатики. Однако предпочтительно организовать эту работу на уроках труда.)

В 3-м и 4-м классах дети не только закрепят знания об устройствах компьютера, полученные во 2-м классе, но и познакомятся с некоторыми другими устройствами.

В 4-м классе ученикам предстоит первое знакомство с принципами вывода рисунков на монитор.

Формирование представления о программном управлении компьютера начинается во 2-м классе. В первом полугодии говорится о программе как инструкции по обработке информации, а к концу года обсуждается представление о программе как об алгоритме, записанном на языке, понятном компьютеру.

В 3-м классе рассматриваются некоторые принципы работы компьютера в процессе выполнения программ вычислений (в очень упрощенном виде в процессе знакомства с исполнителем алгоритмов вычислений).

В 4-м классе ученики знакомятся с каталогом как файловым деревом.

В 4-м классе обсуждается тема «Профессии компьютера». Рассматриваются программы обработки текстовой и графической информации, программы решения вычислительных задач и области их применения в жизни. Если в школе отсутствует необходимое оборудование и ученики не имеют опыта работы за компьютером, обсуждение этой темы проводится с опорой на материал учебника и, при возможности, на экскурсии в те места, где используются компьютеры (сберкассы, железнодорожные кассы, магазины и т.д.).

Помимо фундаментальных знаний о компьютере, вне зависимости от наличия в школе необходимого оборудования, все три года с учениками обсуждаются гигиенические нормы работы за компьютером (с учетом важности изучения этого вопроса учениками, многие из которых могут иметь дело с компьютером вне школы).

Для практической работы на компьютере рекомендуется использовать пакеты программ, входящие в учебно-методический комплекс. Эти пакеты позволяют совместить получение практических навыков работы на компьютере с приобретением знаний и навыком по остальным темам учебника.

В учебнике 4-го классе предусматривается работа в графическом редакторе MS Paint, в текстовом процессоре MS Word и в программе Калькулятор из набора стандартных приложений Windows.

В 3-м и 4-м классах при наличии времени могут дополнительно использоваться различные программы, и в частности, клавиатурные тренажёры без навязанного ритма.

Этические нормы работы с информацией, информационная безопасность личности

Создание и широкое использование локальных, корпоративных и глобальных компьютерных сетей остро поставило проблему этических норм поведения в сети. Однако, обсуждение этих проблем доступно учащимся начальной школы только, если у них есть практический опыт работы в сети.

В рамках этого раздела обсуждаются те аспекты проблемы, которые базируются на личном опыте учащихся:

Хотя изложению этого материала в программе курса в сумме отводится всего несколько часов, к нему следует постоянно возвращаться и добиваться не только знания правил, но и их сознательного выполнения. Важно с первого урока информатики формировать бережное отношение к оборудованию компьютерного класса, осознание ценности как информации коллективного пользования, так и личной информации ученика. Учащиеся должны принять сознательные самоограничения при удалении и изменении файлов.

В докладе показывается, что в основу данного комплекта учебников информатики положены типические свойства методической системы Л.В. Занкова: многогранность, процессуальность, коллизии, вариативность.

В целом, учебно-методический комплект включает: