Развитие методологии системного подхода в отечественной педагогике
План
Введение
1. Место формирования представления
о программном обеспечении ЭВМ в изучении школьного курса информатики
. Содержание раздела курса
информатики «Программное обеспечение для ЭВМ»
. Разработка учебного программного
обеспечения курса дисциплины «Основы информатики и вычислительной техники» в
общеобразовательной школе
Заключение
Литература
Введение
Актуальность темы работы определена тем, что
компьютер является новым мощным учебно-техническим устройством, значительно,
повышающим производительность труда как самого учителя, так и каждого ученика в
отдельности. Между учителем и машиной создается симбиоз, в котором каждый
делает то, что лучше может сделать. При этом ведущая роль остается за учителем.
Основная роль компьютера в процессе обучения - расширить возможности контактов
обучаемого с обучающим. В то же время в любом случае (даже при простом
приобретении компьютера) необходимо интересоваться, какое у него программное
обеспечение.
Использование вычислительной техники расширяет
возможности человека, однако оно является лишь инструментом, орудием решения
задач, и его применение не должно превращаться в самоцель, моду или формальное
мероприятие. Сама возможность компьютеризации учебного процесса возникает
тогда, когда выполняемые человеком функции могут быть формализуемы и адекватно
воспроизведены с помощью технических средств.
Цель работы состоит в установлении подходов к
формированию представлений о программном обеспечении персональных ЭВМ в
процессе обучения информатике. Исходя из этой цели, задачи работы предполагают
установить:
. Какое место должно занимать ознакомление с
программным обеспечением персональных ЭВМ в учебном курсе
. Как формирование представлений о программном
обеспечении реализуется в общем ходе формирования навыков работы на ЭВМ
. Какими средствами данное представление может и
должно быть сформировано
. Каково должно быть содержание раздела
«Программное обеспечение ЭВМ» в школьном курсе информатики.
1. Место формирования представления
о программном обеспечении ЭВМ в изучении школьного курса информатики
Одна из важнейших задач курса информатики -
познакомить учащихся с основными областями применения ЭВМ, сформировать
представления о вычислительной технике как средстве повышения эффективности
деятельности человека. Конечно, эта задача должна пронизывать все содержание
курса, каждый урок по этому предмету. Однако при отсутствии в школе кабинетов
вычислительной техники особая роль здесь принадлежит экскурсии в Вычислительный
центр. Поэтому последний раздел учебника посвящен подготовке школьников к этой
экскурсии. Представление о прикладном программном обеспечении ЭВМ, знакомство с
применением ЭВМ в производстве, управлении, науке, других областях - весь этот
материал направлен на подготовку школьника к сознательному восприятию той технологии
решения прикладных задач, которую он увидит на экскурсии в вычислительный
центр.
С точки зрения содержания курса предполагается
значительная переориентация на формирование умений использования ЭВМ в
различных областях деятельности человека, умений применять готовое прикладное
программное обеспечение. С точки зрения методики обучения произойдет коренная
перестройка организации учебного процесса на основе систематической работы
школьников с компьютером как средством обучения. Это сделает усвоение учебного
материала более доступным, значительно усилит познавательные возможности
школьников, существенно активизирует их самостоятельную учебную деятельность.
Перенос центра тяжести в обучении информатике на
освоение школьниками навыков использования ЭВМ не означает, конечно, что будет
ослаблено внимание к формированию тех основополагающих понятий и теорий,
которые составляют основы этой науки, общеобразовательный характер курса, его
вклад в формирование научного мировоззрения школьников должны быть усилены. В
программе заложен циклический принцип развития основных понятий и формирования
основных навыков этого курса. Такая структура курса предполагает в процессе его
изучения многократное обращение к понятиям, представление о которых вводится в
самом начале курса, для их развития и закрепления, отработку навыков применения
ЭВМ для решения задач нарастающего уровня сложности.
Курс начинается знакомством со школьной ЭВМ,
организацией учебной работы в кабинете, оснащенном вычислительной техникой и
локальной сетью, связывающей учительскую и ученические машины. Школьник должен
получить первоначальный опыт работы на ЭВМ: научиться пользоваться клавиатурой
компьютера, набирать текст, строить несложное изображение на экране, исполнить
в режиме диалога простую программу. Таким образом, учащиеся познакомятся с
возможностями ЭВМ, получат первые представления о программном обеспечении.
Систематическое изучение основ информатики начинается с освоения алгоритмов,
средств их описания, формирования навыков построения алгоритмов. Этот раздел
нового курса информатики сохраняет наибольшую преемственность с содержанием
действующего сейчас курса. Предполагается, в частности, использование
алгоритмического языка (возможно, несколько модифицированного).
Все методические преимущества применения этого
языка в полной мере сохраняются и в новом курсе при изучении информатики за
дисплеем ЭВМ. Более того, именно за дисплеем усвоение языка, его конструкций
будет значительно эффективнее благодаря использованию учебного программного
обеспечения, позволяющего школьнику проследить на экране компьютера выполнение
команд алгоритма, записанного на этом языке. При этом учащиеся будут развивать
свои навыки работы на ЭВМ. Следует также учесть, что к моменту появления
учебника по новому курсу информатики многие учителя уже будут иметь пятилетний
опыт использования этого языка на уроках. Таким образом, методы построения
алгоритмов для решения задач школьники будут осваивать с помощью
алгоритмического языка.
С языком программирования ученики знакомятся в
курсе значительно позже, после изучения устройства ЭВМ, формирования
представлений об операционной системе машины. Цель изучения языка
программирования - дать учащимся возможность реализовать на ЭВМ несложные
алгоритмы, освоенные или разработанные ими при изучении основ алгоритмизации.
В теме «Основы вычислительной техники»,
предшествующей изучению программирования, получат дальнейшее развитие
представления учащихся об ЭВМ, ее основных устройствах. Методический подход,
принятый при изложении этого материала, обусловлен необходимостью разъяснить
школьникам функции устройств ЭВМ и их взаимосвязь в процессе работы машины. Все
изучение этой темы курса посвящено раскрытию принципа программного управления
ЭВМ, организации автоматического исполнения программы.
Вероятно, у ряда учителей может возникнуть
вопрос: если курс направлен в основном на освоение прикладного программного
обеспечения, формирование навыков использования ЭВМ, почему вопросы
алгоритмизации и программирования занимают в содержании такое место? Ответ на
этот вопрос заключен в общеобразовательном характере курса информатики.
Изучение информатики в школе направлено не только на подготовку учащихся к
практической деятельности, но и на умственное развитие школьников, формирование
их мировоззрения и т. д. С этой точки зрения роль изучения основ алгоритмизации
и программирования в курсе информатики трудно переоценить. Ведь разработка
алгоритмов и программ имеет огромное значение для умственного развития
школьников, а без представления о сущности алгоритмизации, свойствах алгоритмов
невозможно сформировать у школьников такие важные мировоззренческие
представления, как возможность автоматизации деятельности человека или вопрос о
том, что может и не может ЭВМ. Кроме того, принцип сознательности в обучении
требует перед формированием у учащихся навыков работы с готовым прикладным
программным обеспечением дать им представления о принципах его создания и
функционирования.
В старших классах изучается основной и самый
большой по объему раздел нового курса информатики - решение задач на ЭВМ с
помощью прикладного программного обеспечения.
Школьники должны освоить системы обработки
текстовой информации, получить навыки работы с текстами на ЭВМ, хранения и
вывода текстов на печать, познакомиться с машинной графикой. Большое прикладное
значение будет иметь формирование в курсе умений работать с базами данных, с
электронными таблицами, а также формирование навыков применения пакетов
прикладных программ для решения разного рода задач. Наконец, учащиеся
познакомятся с такими важнейшими сферами использования вычислительной техники в
производстве, как станки с программным управлением, машины со встроенными
микропроцессорами, автоматизированные рабочие места. Школьники получат
представление об АСУ и автоматизации проектирования, применения ЭВМ в науке,
медицине, образовании. Следует подчеркнуть, что это знакомство произойдет не
только на страницах учебника, но прежде всего в процессе работы пусть с
простейшими учебными, но реальными системами, реализованными на школьной ЭВМ.
Итак, новый курс информатики требует постоянной
работы школьника на ЭВМ. Эта специфика курса - непосредственное общение
школьника с компьютером на каждом уроке - определяет необходимость создания
наряду с учебником специального учебного программного обеспечения школьной ЭВМ.
Более того, строго говоря учебник будет неотделим от программного обеспечения.
Наряду со своей традиционной функцией сообщения знаний учебник информатики
значительно актуализирует вторую функцию - организацию учебной деятельности
школьника в условиях использования ЭВМ на уроках. В связи с этим новый учебник
информатики наряду с изложением теоретического материала курса будет содержать
указания по использованию прикладных программ в учебном процессе.
Информатика на своих уроках объединит в ЭВМ предмет
и средство обучения. Это окажет значительное влияние на организацию учебного
процесса. Специфика урока информатики проявится прежде всего в существенном
объеме практических работ с использованием ЭВМ, при котором «контактное время»
работы с ЭВМ составляет не менее половины урока. В курсе предусматриваются три
вида организованного использования кабинета вычислительной техники на уроках
информатики: демонстрация, лабораторная работа (фронтальная) и практикум. Эти
виды практических работ различаются по длительности и по соотношению роли
преподавателя и учащихся.
По мере оснащения школ вычислительной техникой
встает вопрос о переносе изучения основ информатики в более младшие классы. В
этом направлении уже начата экспериментальная работа.
Формирование навыков работы с компьютером,
освоение прикладного программного обеспечения в курсе информатики позволит
реализовать вторую важнейшую задачу внедрения ЭВМ в школу - обеспечить широкое
использование компьютеров в процессе изучения всех общеобразовательных учебных
предметов, а также в трудовом обучении.
. Содержание раздела курса
информатики «Программное обеспечение для ЭВМ»
информатика школьный учебный
компьютер
Исходя из всего отмеченного выше, раздел курса
информатики «Программное обеспечение для ЭВМ» должен включать следующие темы:
. Информационные средства.
. Структура программы. Методы проектирования
программы.
. Основные устройства ЭВМ.
. Назначение, общие принципы и функции
операционной системы.
. Персональная ЭВМ: развернутая структура;
структура программного обеспечения; выбор ПЭВМ (если возможно, то по
прайс-листу некоторой фирмы).
. Операционная система Windows: основные
концепции; интерфейс пользователя, окно, рабочий стол и его элементы; работа с
документами на рабочем столе, портфель; командные центры, панель задач,
проводник, панель управления; вспомогательные программы; работа с приложениями;
работа с дисками и файлами; сеанс работы.
. Средства ведения архива программ и данных.
. Теоретическая часть вопроса: общие
сведения о Microsoft Office; текстовый процессор MS Word для Windows, основные
понятия; табличный процессор MS Excel для Windows, состав и функции.
Практическая часть вопроса: разработать документы для MS Word и MS Excel;
документ MS Word должен содержать встроенные объекты - таблицу, формулы,
график, рисунок и часть текста в виде колонок газетного типа; документ MS Excel
должен содержать формулы рабочего листа; ответ на вопрос должен содержать
описание инструментов при создании документа.
. Интеграция инструментальных средств; основные
компоненты и характеристика интегрированных систем.
. Концепции развития информационных технологий.
Формирование представления о программном
обеспечении начинается с первой темы «Информационные средства».
Здесь основным методом взаимодействия выступает
слово учителя, и содержание рассказа может быть примерно следующим:
«Потребность выразить и передать информацию
привела к появлению речи, письменности, книгопечатания, почтовой связи,
телеграфа, телефона, радио, телевидения и многого другого.
С самого раннего детства все мы вовлечены в
процессы обмена информацией. Вопросы, ответы, просьбы - все это передача
информации. Мы получаем информацию, когда читаем книги, газеты и журналы,
слушаем радио или смотрим телевизор.
Общение людей друг с другом - это передача информации:
сведений и суждений, данных и сообщений. Любая совместная деятельность людей -
работа, учеба - невозможна без обмена информацией. Передаваемая информация
обычно касается каких-то предметов или нас самих и связана с событиями, которые
происходят в окружающем нас мире.
Выражение мыслей в письменной форме открыло
возможность не только передавать сведения и сообщения, но и накапливать
человеческие знания в форме рукописей и рукописных книг и тем самым передавать
сокровища человеческой мысли от одного поколения к другому.
Совершенно новые возможности для поиска и
обработки информации открыло перед людьми изобретение в середине XX века
электронных вычислительных машин - ЭВМ. Первоначально ЭВМ создавались для
автоматизации вычислений. Затем их научили записывать и хранить информацию на
магнитных лентах, печатать ее на бумаге и выводить на экран ЭВМ. По мере
развития они стали использоваться для создания архивов, подготовки и
редактирования текстов, выполнения чертежных и графических работ, для
автоматизации производства и многих других видов человеческой деятельности»
Далее следует тема «Структура программы. Методы
проектирования программы». Её основные моменты таковы:
. Программы состоят из описательной и
операторной (выполнимой) частей.
. Этап проектирования программ оказывает влияние
на стиль программирования, надежность, эффективность, отладку, тестирование и
эксплуатационные свойства программ. Таким образом, это важнейшая часть любой
программной разработки.
. Одним из методов, улучшающих программы, является
структурное программирование. Он служит для организации проектирования программ
и процесса кодирования таким образом, чтобы предотвратить большинство
логических ошибок и обнаружить те, которые допущены. Структурное
программирование сосредоточивается на одном из наиболее подверженных ошибкам
факторов программирования - логике программы - и включает три главные
составляющие: проектирование сверху вниз; модульное программирование;
структурное кодирование.
Метод проектирования сверху вниз предусматривает
вначале определение задачи в общих чертах, а затем постепенное уточнение
структуры путем внесения более мелких деталей.
Чтобы преуспеть в структурном программировании,
программу следует представить в виде модулей. Модульное программирование - это
процесс разделения программы на логические части, называемые модулями, и
последовательное программирование каждой части.
. Структурное кодирование - это метод написания
хорошо структурированных программ, который позволяет получать программы, более
удобные для тестирования, модификации и использования. Структурное кодирование
состоит в получении правильной программы из некоторых простых логических
структур.
Далее изучаются основные устройства ЭВМ.
Обычно персональные компьютеры IBM PC состоят из трех частей (блоков):
1
системного
блока;
2
клавиатуры,
позволяющей вводить символы в компьютер;
3
монитора
(или дисплея) - для изображения текстовой и графической информации.
Компьютеры выпускаются и в портативном варианте
- обычно в «блокнотном» (ноутбук) исполнении. Здесь системный блок, монитор и
клавиатура заключены в один корпус: системный блок спрятан под клавиатурой, а
монитор сделан как крышка к клавиатуре.
Системный блок.
Он является в компьютере «главным». В нем располагаются все основные узлы
компьютера:
электронные схемы, управляющие работой
компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.д.);
блок питания, который преобразует электропитание
сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы
компьютера;
накопители (или дисководы) для гибких магнитных
дисков, и пользуемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);
накопитель на жестком магнитном диске,
предназначенный для чтения и записи на несъемный жесткий магнитный диск
(винчестер);
другие устройства.
Дополнительные устройства.
К системному блоку компьютера IBM PC можно подключать различные устройства
ввода-вывода информации, расширяя тем самым его функциональные возможности.
Внешние устройства.
Многие устройства располагаются вне системного блока компьютера и
подсоединяются к нему через специальные гнезда (разъемы), находящиеся обычно на
задней стенке системного блока. Такие устройства обычно называются внешними.
Кроя монитора и клавиатуры, такими устройствами являются:
мышь - устройство, облегчающее ввод информации в
компьютер;
джойстик - манипулятор в виде укрепленной на
шарнире ручки с кнопкой, употребляется в основном для компьютерных игр; а также
другие устройства.
Внутренние устройства.
Некоторые устройства могут вставляться внутрь системного блока компьютера
(поэтому они часто называются внутренними), например:
модем или факс-модем - для обмена информацией с
другим компьютерами через телефонную сеть (факс-модем может также получать и принимать
факсы);
дисковод для компакт-дисков, он обеспечивает
возможность чтения данных с компьютерных компакт-дисков и проигрывания
аудио-компакт-дисков;
стример - для хранения данных на магнитной
ленте;
звуковая карта - для воспроизведения и записи
звуков (музыки, голоса и т.д.).
Впрочем, модемы, факс-модемы, стримеры,
дисководы для компакт-дисков и другие устройства могут выпускаться и во внешнем
исполнении. Как правило, устройства во внутреннем исполнении стоят дешевле -
для них не надо изготавливать корпус и их не надо снабжать своим блоком
питания.
Контроллеры и устройства.
Для управления работой устройств в IBM PC-совместимых компьютерах используются
электронные схемы - контроллеры. Различные устройства используют разные способы
подключения к контроллерам:
некоторые устройства (дисковод для дискет,
клавиатура и т.д.) подключаются к имеющимся в составе компьютера стандартным
контроллерам;
некоторые устройства (звуковые карты, многие
факс-модемы и т.д.) выполнены как электронные платы, то есть смонтированы на
одной плате со своим контроллером;
остальные устройства используют следующий способ
подключения: в системный блок компьютера вставляется электронная плата
(контроллер), управляющая работой устройства, а само устройство подсоединяется
к этой плате кабелем.
При изучении темы «Назначение, общие принципы и
функции операционной системы» основным выводом по её итогам должно быть
следующее: среди всех системных программ, с которыми приходиться иметь дело
пользователям компьютеров, особое место занимают операционные системы.
Операционная система (ОС) управляет компьютером, запускает программы,
обеспечивает защиту данных выполняет различные сервисные функции по запросам
пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС, а потому
может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее эти
услуги. Таким образом, выбор ОС очень важен, так как он определяет, с какими
программами Вы сможете работать на своем компьютере. От выбора ОС зависят также
производительность вашей работы, степень защиты Ваших данных, необходимые
аппаратные средства и т.д.
Для формирования представления о программном
обеспечении важным средством выступает наглядность. В обучении информатике она
может реализовываться в виде схем, подобных приводимым ниже.
Рис. 1. Персональная ЭВМ: развернутая структура;
структура программного обеспечения; выбор ПЭВМ
Структура программного обеспечения:
Рис. 2. Структура программного обеспечения
Прикладные программы непосредственно
обеспечивают выполнение необходимых пользователям работ: редактирование
текстов, обработка изображений и т.д. Системные программы выполняют различные
функции, например создание копий используемой информации, проверку работоспособности
устройств компьютера и т.д. Системы программирования обеспечивают создание
новых программ для компьютера. Грани между указанными тремя классами программ
весьма условны, например в состав программы системного характера может входить
редактор текстов, т.е. программа прикладного характера.
3. Разработка учебного программного
обеспечения курса дисциплины «Основы информатики и вычислительной техники» в
общеобразовательной школе
Формирование представлений о программном
обеспечении в условиях общеобразовательной школы ведётся на основе учебного
программного обеспечения, поэтому важным моментом в методике преподавания курса
«Основы информатики и вычислительной техники» выступает его разработка.
Разработка учебного программного обеспечения для
школьных кабинетов вычислительной техники, которые создаются на базе
персональных ЭВМ, является научно-технической задачей. Для решения этой задачи
необходимо прежде всего ответить на два вопроса: «Что делать?» и «Как делать?».
Первый вопрос - «Что делать?» - предлагает определение
состава учебного программного обеспечения для занятий в школьных кабинетах
вычислительной техники. Ответы на эти вопросы можно искать двумя способами
«сверху вниз» - от педагогических задач к перечню учебных программ и «снизу
вверх» - от возможностей ЭВМ к вариантам их использования в учебном процессе.
Лучшие решения, по-видимому, будут найдены при сочетании этих двух способов
определения комплекса необходимого учебного программного обеспечения. Здесь мы
остановимся на подходе «снизу вверх».
Диалог с ЭВМ начинается с появления на экране
телевизионного монитора некоторой картинки-заставки или текста-приглашения к
работе. Ученик или учитель, нажимая на клавиши, сообщает ЭВМ слова, числа,
команды либо управляет курсором (специальным графическим знаком) или некоторой
фигуркой (черепашкой, человечком, стрелкой), перемещающейся по экрану. В ответ
на действия человека ЭВМ выводит изменяющееся изображение с картинкой или
текстом, проводит математические вычисления либо обработку накапливающейся
информации либо пересылает некоторую информацию по сети, связывающую ЭВМ с
другими вычислительными машинами.
Исторически самым первым из применений
персональных ЭВМ была постановка на них игровых программ, превращающих
вычислительные машины в игровые автоматы. Игра, как правило, заключается в
появлении на экране монитора некоторых фигурок, которые бегают по экрану и в
столкновениях друг с другом или с предметами окружающей сцены должны под
управлением игрока достичь некоторых целей, преодолевая препятствия или «противников».
Такие игры могут служить развитию определенных мониторных навыков и вызывают
живой интерес у учащихся всех возрастов.
Вторым применением учебных ЭВМ для учащихся
младших классов и дошкольников является возможность композиционного творчества,
связанного с конструированием на экране монитора различных графических образов,
наглядно представляющих предметы окружающего мира: дома, машины, человечков,
окружающую среду. Наиболее перспективным является внесение в это изображение
элементов оживления этих фигурок. Творческая компонента таких занимательных
игр, по нашим наблюдениям, вызывает повышенный интерес у учащихся и открывает
для них возможность активной творческой деятельности.
Следующим шагом в применении ЭВМ может явиться
моделирование элементов технического творчества, когда конструируемые на экране
монитора графические изображения предметов и объектов будут создаваться с
учетом их возможных «взаимодействий», имитирующих определенные физические
законы, а вычислительные машины будут моделировать процессы этих
«взаимодействий». При использовании таких программ учащиеся получают
возможность проводить эксперименты с созданными по их замыслу моделями
конструкций и процессов.
Для учителя школьные ЭВМ могут активно
использоваться прежде всего как средство для наглядного представления
информации (гибкий диапроектор), затем как контролирующая обучающая машина,
позволяющая задавать каждому ученику списки вопросов с карточками-ответами,
оценивающими количество правильных ответов.
Наиболее перспективным, на наш взгляд,
применение ЭВМ в учебном процессе является создание на их базе гибких
лабораторных стендов по различным темам школьных предметов - физики, химии,
астрономии, математики, музыки, рисованию, черчению, иностранных языков. Общей
идеей таких лабораторных стендов является изображение на экране монитора
некоторой конкретной предметной среды (физического процесса, технической
установки, производственного участка и т. п.). Деятельность учащихся состоит в
активном воздействии на моделируемую установку или процесс с целью выполнения
определенных заданий или экспериментов. При этом ученик берет на себя роль
экспериментатора, испытателя или конструктора, осваивая определенные
профессиональные навыки или проверяя и пополняя свои теоретические знания.
Функции учителя могли бы состоять во внесении изменений в состав или
характеристики объектов моделируемой установки и проведении тем самым некоторых
педагогических экспериментов.
Для курса «Основы информатики и вычислительной
техники» минимальный набор учебных программ, на наш взгляд, должен включать:
. Практикум «Освоение клавиатуры ЭВМ».
. Практикум «Графическое изображение
информации».
. Практикум «Математические вычисления и
построение графиков на ЭВМ».
. Практикум «Компьютеры на производстве».
. Практикум «Чертежные работы на ЭВМ».
. Практикум «Подготовка документов на ЭВМ».
. Практикум «Моделирование процессов на ЭВМ».
. Практикум «Поиск и обработка информации с
помощью ЭВМ».
. Практикум «Художественное конструирование на
ЭВМ».
. Практикум «Алгоритмический язык».
. Практикум «Устройство ЭВМ».
Целью такого минимального набора учебных
программ является освоение навыков работы на ЭВМ, ознакомление с основными
применениями ЭВМ и приобретение навыков в составлении и проверке алгоритмов.
Второй центральный вопрос - «Как делать?» -
предполагает определение требований к качеству учебного программного
обеспечения и определения форм организации работ по созданию качественных
программных средств.
Требования к качеству учебных программ можно
разделить на общетехнические и психолого-педагогические. Основными среди них
являются:
· общетехнические:
1. Надежность.
. Эргономичность.
. Мобильность.
. Гибкость.
· психолого-педагогические:
1. Реактивность.
. Дружественность.
. Адекватность.
. Адаптивность.
Надежность программного обеспечения - это
отсутствие сбоев и отказов ЭВМ из-за алгоритмических ошибок и проектных ошибок
программистов. Эргономичность программ - это простота правил работы с ЭВМ и
простота их освоения. Наличие сбоев или отказов, сложность правил работы или их
освоения делают программное обеспечение непригодным для использования в учебных
занятиях.
Мобильность программ - это легкость переноса их
с ЭВМ одного типа на ЭВМ другого типа. Решение этой проблемы связано со
стандартизацией технических средств и языков программирования учебных
вычислительных машин. Использование нестандартных средств ведет к невозможности
массового тиражирования программного обеспечения. Гибкость - это простота
модернизации и расширения функций программных средств, необходимых для
проведения педагогических экспериментов, без которых невозможно создание
программ, полностью отвечающих психолого-педагогическим требованиям.
Реактивность и дружественность программ
представляют психолого-педагогические аспекты организации работы с ЭВМ.
Реактивность - это немедленная реакция ЭВМ на воздействие человека, совпадающая
со временем реакции собеседников, ведущих диалог друг с другом. Дружественность
предполагает понятность и тактичность реплик и возможность получения помощи со
стороны ЭВМ при возникновении затруднений. Наиболее важным педагогическим
аспектом организации работ с ЭВМ является адекватность учебных программ,
заключающаяся в полном соответствии с системой операций, реализуемой ЭВМ, и
формируемой ею информации, содержанию конкретной учебной деятельности в данном
лабораторном практикуме, в данном школьном предмете. Адаптивность - это
желательное свойство учебных программ, связанное с возможностью приспособления
работы ЭВМ к индивидуальным способностям учащегося (уровню подготовленности,
знаний и т. д.).
Разработка качественного учебного программного
обеспечения, удовлетворяющего перечисленным требованиям, представляет серьезную
задачу, для решения которой необходима совместная работа педагогов, психологов,
программистов и дизайнеров. Опыт промышленной разработки продукции массового
назначения, имеющей высокое качество, показывает, что процесс создания такой
продукции проходит как минимум четыре стадии: замысел; эскизный образец;
рабочий образец; серийный образец.
Замысел учебной программы на ЭВМ - это система концепций
о конкретной учебной деятельности и представлений о работе учащихся с ЭВМ.
Эскизный образец - это программа, в которой воплощены основные идеи замысла, но
в которой лишь частично обеспечено выполнение требований к качеству или
частично воплощена требуемая от ЭВМ система операций. Рабочий образец - это
программа, которая полностью отвечает требованиям надежности, эргономичности,
гибкости и которая позволяет проводить психолого-педагогические эксперименты.
Серийный образец применительно к учебным программам - это программа, которая
отвечает всем психолого-педагогическим и общетехническим требованиям, прошла
аттестацию и снабжена необходимой методической литературой.
Базой для разработок качественных учебных
программ должна являться организация тщательного проектирования и всесторонних
испытаний создаваемого программного обеспечения. Проектирование учебных
программ, на наш взгляд, должно проводиться «сверху вниз» от определения
конкретного круга учебных задач к описанию сценария уроков с использованием
ЭВМ, далее к описанию сценария работы с ЭВМ и разработке соответствующих
алгоритмов и программ. Сценарий урока - это описание деятельности учащихся и
учителей при решении конкретных учебных задач с использованием ЭВМ, а сценарий
программы - это описание совокупности изображений и системы операций,
реализуемых вычислительной машиной. Сценарий урока составляется
преподавателем-методистом, а сценарий программы - программистами, психологами и
дизайнерами.
Порядок разработки качественного учебного
программного обеспечения, на наш взгляд, должен быть следующим:
.Составление сценариев уроков с использованием
ЭВМ и сценариев соответствующих учебных программ.
.Разработка эскизного образца учебной программы.
.Технические испытания эскизного образца.
.Уточнение сценария учебной программы и
разработка рабочего образца программы.
.Пробный педагогический эксперимент по обучению
с использованием разработанных учебных программ.
.Составление программной документации и
методических руководств.
.Аттестация разработанных учебных программ и
методических руководств и решение об их доработке и тиражировании.
Определяющим этапом в разработке учебных
программ является составление сценария программы и сценариев уроков с
использованием программ. Сценарий учебной программы представляет описание
совокупности сцен (фрагментов предметного мира), взаимодействий их элементов и
человека, работающего с ЭВМ. Разработка сценария учебной программы состоит в
выполнении следующих работ:
.Вычленение основных объектов (субъектов)
изображаемого мира, их характеристик (характеров), подбор их графических
представлений (образов).
.Описание последовательности сцен, имеющих
смысловое значение, и логики переходов из одной сцены в другую и т. п.
.Проработка модельных представлений объектов
предметного мира, включая графические, информационно-логические и
математические представления с определенным уровнем подробности и адекватности,
а также возможных взаимодействий этих объектов друг с другом.
.Детальная проработка сценария, включая полную
графическую проработку сцен, изображений объектов, систем их взаимодействий, а
также наборов команд и служебных объектов, с помощью которых человек управляет
работой ЭВМ.
Разработка сценария урока происходит в параллель
и в зависимости от составленного сценария программы и заключается в определении
содержания и порядка учебной деятельности учащихся. Сценарий урока строится в
зависимости от уровня предполагаемой подготовленности учащихся и от набора
учебных задач, которые должны быть ими выполнены к концу занятий. Сложность в
составлении сценария урока состоит в распределении функций между учителем и ЭВМ
в подаче учебного материала, проведении контрольных операций и выдаче
«подсказок» в случаях затруднений.
Определяющее значение составления сценария
программы и сценария урока состоит в том, что все основные
психолого-педагогические и общетехнические качества, такие, как адекватность,
адаптивность, дружественность, эргономичность, надежность и гибкость,
закладываются в программное обеспечение не при написании программы и даже не
при конструировании алгоритмов, а именно при определении внешних аспектов
работы ЭВМ. Все технические недоделки и дидактические дефекты рано или поздно
обнаружатся при испытаниях программ и в ходе педагогических экспериментов и в
большинстве своем потребуют полной переделки разработанных программ.
Разработка собственно программ при наличии
заранее составленного сценария их работы представляет легко управляемую и
контролируемую работу. Параллельно составлению сценария может следовать
разработка серии эскизных версий программы, которые должны создаваться на базе
принципов модульного и структурного программирования. Целью применения этих
принципов является создание легко расширяемых и модифицируемых версий. Созданию
этих версий должно предшествовать описание внутренней архитектуры программы с
использованием алгоритмического языка. Внутренняя архитектура программы
представляет собой описание иерархической совокупности функций, алгоритмов и
представлений внутренних данных, обеспечивающих реализацию внешних функций
программы, определяемых ее сценарием. Тщательная разработка такой архитектуры
является определенной гарантией обеспечения таких качеств разрабатываемых
программ, как надежность, гибкость и реактивность, и гарантией завершения
разработок в заданные сроки.
Качество окончательных разработок учебных
программ зависит от совместной работы педагогов, психологов, программистов и
дизайнеров. Для организации их успешной совместной работы необходимо создание
технологии проектирования учебных программ, а также разработка соответствующих
технологий инструментальных программных средств на ЭВМ, позволяющих снизить
трудоемкость работ и повысить качество проектируемых учебных программ
Заключение
. В настоящее время должны получить дальнейшее
развитие представления учащихся об ЭВМ, ее основных устройствах. Методический
подход, принятый при изложении этого материала, обусловлен необходимостью
разъяснить школьникам функции устройств ЭВМ и их взаимосвязь в процессе работы
машины. Все изучение этой темы курса посвящено раскрытию принципа программного
управления ЭВМ, организации автоматического исполнения программы. Формирование
представлений о программном обеспечении персональных ЭВМ должно вестись
сочетанием объяснений учителя, средствами наглядности (демонстрации) и
непосредственной работой учащихся.
. При формировании представления о программном
обеспечении должно быть рассмотрено следующее: информационные средства,
структура программы и методы проектирования программы, основные устройства ЭВМ,
назначение, общие принципы и функции операционной системы, персональная ЭВМ:
развернутая структура; структура программного обеспечения; выбор персональной
ЭВМ, операционная система Windows: основные концепции; интерфейс пользователя,
окно, рабочий стол и его элементы; работа с документами на рабочем столе,
портфель; командные центры, панель задач, проводник, панель управления;
вспомогательные программы; работа с приложениями; работа с дисками и файлами;
сеанс работы.
. Порядок разработки учебного программного
обеспечения, должен быть следующим: составление сценариев уроков с
использованием ЭВМ и сценариев соответствующих учебных программ, разработка
эскизного образца учебной программы, технические испытания эскизного образца;
уточнение сценария учебной программы и разработка рабочего образца программы;
пробный педагогический эксперимент по обучению с использованием разработанных
учебных программ; составление программной документации и методических
руководств.
Литература
1. Бочкин А. И. Методика
преподавания информатики: Учеб. Пособие. - М.: Высшая школа, 2003. - 431 с.
2. Бройдо В.Л. Вычислительные
системы, сети и телекоммуникации СПб, Питер 2002- 464 с.
. Бухаркина М.Ю. Виртуальная
школа. М.: ИНФРА-М, 2003 - 288 с.
. Веретенникова Е. Г.,
Патрушина С. М., Савельева Н. Г. Информатика: Учебное пособие. Серия «Учебный
курс». - Ростов-на-Дону: Издательский центр «МарТ», 2002. - 416 с.
. Кирмайер М. Информационные
технологии. СПб.: Питер, 2003 - 443 с.
. Лапчик М. П. Методика
преподавания информатики: учеб. Пособие для студ. Пед. Вузов. /М. П. Лапчик, И.
Р. Семакин, Е. К. Хеннер; под общей редакцией М. П. Лапчика. - М.: Издательский
центр Академия, 2001. - 624 с.
. Роберт И. Современные
информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы
использования.- М: Школа-Пресс, 2001 -292 с.
. Селевко Г.К. Современные
образовательные технологии.- М: Народное образование, 2002 -255 с.
. Чупрасова В.И. Современные
технологии в образовании. Владивосток: Издательский дом «ДВР», 2004 - 154 с.
. Фигурнов В. Э.: IBM
PC для пользователя.
Краткий курс. - М.: «Инфра - М», 1998 - 432 с.