Концепции7p2 - Ucs

Федеральное агенство по образованию
ГОУ ВПО УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙНИВЕРСИТЕТ – УПИ
ИНСТИТУТ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ И ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ
ПЕРЕПОДГОТОВКИ
СОВРЕМЕННЫЕ МОДЕЛИ ОСВОЕНИЯ
ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ В КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ
Образовательная программа повышения квалификации учителей информатики (72 часа)
Екатеринбург
2004
2
1. Пояснительная записка
Что такое информатика? Как преподавать информатику? Какими чертами должен
обладать специалист в области информатики? Эти вопросы всегда волновали
российскую научную общественность. Одними из первых эти вопросы подняли еще в
70-80-х годах ХХ века академики А.П. Ершов и Н.Н.Красовский.
Последовавшее бурное обсуждение вопросов преподавания информатики привело
к созданию и внедрению государственных образовательных стандартов, отражавших
существовавшее на тот момент понимание предмета информатики и соответствующих
ему знаний.
К началу нового тысячелетия информатика стала не только чрезвычайно
актуальной и популярной областью, она стала определяющей технологией нашего
времени. Компьютеры превратились в неотъемлемую часть современной культуры, и
являются движущей силой экономического роста во всем мире. Более того, эта область
продолжает развиваться с поразительной скоростью.
Период полураспада знаний в современных информационных технологиях
составляет год, два, а зачастую, и того меньше. То, что было востребовано вчера, сегодня
считается устаревшим.
В связи с этими обстоятельствами возникли новые задачи.
Школьники, изучая информатику и информационно-коммуникационные технологии
на ступени основного общего образования должны достичь следующих целей:





освоение знаний, составляющих основу научных представлений об информации,
информационных процессах, системах, технологиях и моделях;
овладение умениями работать с различными видами информации с помощью компьютера
и других средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ),
организовывать собственную информационную деятельность и планировать ее результаты;
развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей
средствами ИКТ;
воспитание ответственного отношения к информации с учетом правовых и этических
аспектов ее распространения; избирательного отношения к полученной информации;
выработка навыков применения средств ИКТ в повседневной жизни, при выполнении
индивидуальных и коллективных проектов, в учебной деятельности, при дальнейшем
освоении профессий, востребованных на рынке труда.
Школьники, изучая информатику и информационно-коммуникационные технологии
на профильном уровне среднего (полного) общего образования должны достичь более
продвинутых целей:



освоение и систематизация знаний, относящихся к математическим объектам
информатики; построению описаний объектов и процессов, позволяющих осуществлять их
компьютерное моделирование; средствам моделирования; информационным процессам в
биологических, технологических и социальных системах;
овладение умениями строить математические объекты информатики, в том числе
логические формулы и программы на формальном языке, удовлетворяющие заданному
описанию; создавать программы на языке программирования по их описанию; использовать
общепользовательские инструменты и настраивать их для нужд пользователя;
развитие алгоритмического мышления, способностей к формализации, элементов
системного мышления;
3


воспитание чувства ответственности за результаты своего труда; формирование установки
на позитивную социальную деятельность в информационном обществе, на недопустимости
действий, нарушающих правовые, эстетические нормы работы с информацией
приобретение опыта проектной деятельности, создания, редактирования, оформления,
сохранения, передачи информационных объектов различного типа с помощью современных
программных средств; построения компьютерных моделей, коллективной реализации
информационных проектов, информационной деятельности в различных сферах,
востребованных на рынке труда.
Для подготовки школьников, обладающих такими компетенциями в области
информатики нужны не только высококвалифицированные педагоги знающие предмет, а
умеющие учитывать самые последние достижения компьютерных технологий
за
последнее десятилетие, которые смогут выдержать проверку временем в течение
последующего десятилетия.
Программа предлагаемого курса предназначена для учителей средних школ с тем,
чтобы помочь им организовать обучение школьников старших классов с учетом новых
обстоятельств. Учителя проходят краткосрочный курс обучения, разработанный с учетом
как Российских, так и мировых государственных образовательных
стандартов
преподавания информатики. Курс рассчитан на 72 часа трудоемкости: 24 часа –
лекционных, 40 часов лабораторных работ и 8 часов работы над выпускным проектом.
Полученные знания позволят в практической работе в школе:





Разработать актуальную модель учебного плана
Наполнить содержанием курс при переходе к профильному обучению
Поддерживать изучение смежных учебных предметов на профильном уровне
Организовать проведения индивидуальных и групповых занятий, для
организации
обучения по индивидуальным образовательным программам и
самостоятельной работы учащихся
адаптировать лучший мировой опыт применительно к практике в своей работе
2. Учебный план
Цель обучения – повышение квалификации учителей школ с учетом особенностей,
которые произошли за последнее десятилетие, учитывать их в своей практической работе
в соответствии с действующими нормативными документами.
Информатика существенно изменилась, и эти изменения сильно повлияли на
структуру учебных планов и педагогику. Более того, границы того, что мы называем
информатикой, настолько расширились, что становится трудно определять ее как единую
дисциплину. В 90 гг. предпринимались попытки объединить такие дисциплины как
информатика, проектирование компьютеров и программная инженерия в рамках одного
курса о компьютерном образовании. Хотя подобный подход был разумным 10 лет назад,
сейчас не возникает сомнений, что в XXI веке информатика состоит из целого ряда
самостоятельных дисциплин, каждая из которых имеет свою педагогическую специфику.
Наряду с традиционными разделами (темами):
 Дискретная математика
 Основы программирования
 Методы проектирования алгоритмов и оценка их сложности
 Архитектура и организация ЭВМ
 Операционные системы
 Языки программирования
4
 Графика и визуализация
 Управление информацией
 Социальные и профессиональные вопросы программирования
 Методы вычислений
 Человеко-машинное взаимодействие
благодаря техническим достижениям за последнее десятилетие увеличили важность
многих новых учебных тем, в частности:
 WWW и его приложения
 Сетевые технологии, в частности, базирующиеся на TCP/IP
 Графика и мультимедиа
 Реляционные базы данных
 Объектно-ориентированное программирование
 Использование программных интерфейсов приложения (API)
 Безопасность и криптография
 Конкретные предметные области (прикладные пакеты)
С увеличением значимости этих тем, появляется естественное желание поместить их в
списки обязательных. К сожалению, ограничения большинства школьных учебных
программ не позволяют свободно добавлять новые темы без удаления старых. Зачастую
невозможно охватить новые области без сокращения времени, предназначенного для
более традиционных тем, важность которых постепенно ослабевает с течением времени.
Считается, что в таких условиях лучшей стратегией является сокращение количества
тем в наборе обязательных знаний. Разумно определить минимальный набор
обязательных тем, включающий в себя только тот материал, который практически все
преподаватели информатики признают необходимым. В то же время необходимо
понимать, что обязательные темы сами по себе не могут составить полноценной учебной
программы по информатике. Поэтому все учебные планы должны включать
дополнительные факультативные разделы (разделы по выбору). Факультативные
разделы, скорее всего, будут отличаться в зависимости от конкретного учебного
учреждения, специализации и личных предпочтений каждого учителя и школьника.
Из-за важности компьютерных систем и широкой применимости
навыков
использования компьютера, начальный курс информатики определенно должен
знакомить школьников с проектированием, конструированием и применением
компьютерных систем, а также давать им навыки, доказавшие свою практическую
полезность. В то же время вводные курсы по информатике должны знакомить
школьников с главными интеллектуальными аспектами дисциплины. Когда мы
рассматриваем информатику
как
дисциплину,
нам нужно
отвлечься
от
распространенного восприятия информатики как инструмента и сконцентрироваться на
ее концептуальных основах. На каких принципах она базируется? Какие новые
концепции привносит информатика в наш мир? Какими подходами пользуются для
решения проблем? Считается, что возможно разработать вводный цикл курса по
информатике, который решал бы все из перечисленных ниже задач:
 Знакомил школьников с набором фундаментальных концепций информатики
 Содействовал развитию когнитивных моделей для этих концепций
 Поощрял развитие у школьников навыков, необходимых для применения
концептуальных знаний
 Упрощал переход школьников с основного общего образования на уровень
профильного.
Ниже приведен пример концептуального учебного плана.
5
Концепции, заложенные в вводный учебный план
Алгоритмическое мышление (2/2/0)
Концепция
Описание
Связанная деятельность
Алгоритмы и методы их
проектирования
Алгоритмы как примеры
вычислительного процесса;
примеры важных алгоритмов,
методы проектирования
Читать и объяснять
алгоритмы; обсуждать
алгоритмическую
корректность; использовать и
адаптировать стандартные
алгоритмы; писать алгоритмы
Эффективность
алгоритмов и
использование
ресурсов
Простой анализ
алгоритмической сложности;
оценка анализа альтернатив;
технические приемы оценки и
измерений
Оценивать время и
используемую память;
проводить лабораторные
эксперименты для оценки
эффективности алгоритмов
Основы программирования (12/20/2)
Концепция
Описание
Связанная деятельность
Модели данных
Стандартные структуры для
представления данных;
абстрактные (представленные
моделью) и конкретные
(представленные реализацией)
описания
Читать и объяснять значения
программных объектов;
создавать, использовать и
изменять программы,
манипулирующие
стандартными
структурами данных
Управляющие структуры
Результаты применения
операций к программным
объектам; что делает операция
(описано моделью); как это
делает операция (описано
реализацией)
Читать и объяснять
результаты операций;
реализовывать и описывать
операции; создавать
программы для реализации
ряда стандартных алгоритмов
Порядок исполнения
Стандартные управляющие
структуры: следование,
развилка, цикл; вызов
функций и передача
параметров
Применять надлежащим
образом управляющие
структуры при разработке
алгоритмов и реализовывать
эти структуры в программах
Инкапсуляция
Неразделимое объединение
связанных объектов; взгляд
со стороны клиента,
основанный на абстракции и
скрытии информации; взгляд
со стороны
реализации, основанный на
внутренних деталях
Роль интерфейсов как
связующего звена при
обмене информацией;
Использовать существующие
инкапсулированные
компоненты в программах;
проектировать, реализовывать
и документировать
инкапсулированные
компоненты
Связи между
инкапсулированными
компонентами
Объяснять и применять
наследование и интерфейсы;
использовать наследование и
6
Тестирование и отладка
ответственность
инкапсулированных
компонентов перед их
клиентами; роль наследования
Важность тестирования;
стратегии отладки
интерфейсы при
проектировании и реализации
программ
Проектировать эффективные
тесты; выявлять и исправлять
логические и синтаксические
ошибки
Вычислительные окружения(10/18/6)
Концепция
Описание
Связанная деятельность
Уровни абстракции
Компьютерные системы как
иерархия виртуальных машин
Описывать роли различных
уровней в иерархии
виртуальных машин
Языки программирования и
парадигмы
Роль языков
программирования; процесс
трансляции; существование
разных парадигм
программирования
Описывать процесс
трансляции программы;
определить как минимум две
парадигмы программирования
и описать их различия
Основные аппаратные
средства и представление
данных
Основы машинной
организации; представление
данных на машинном уровне
Объяснять элементы
машинной структуры;
показывать, как различные
виды информации могут быть
представлены при помощи
битов
Инструменты
Компиляторы, редакторы,
отладчики и другие
компоненты программных
окружений
Web-браузеры, текстовые
процессоры, электронные
таблицы, базы данных,
системы электронной почты,
математические пакеты,
графические редакторы
Успешно использовать
инструменты при разработке
программного обеспечения
Приложения
Эффективно применять
стандартные компьютерные
приложения
Хотя многие из обязательных разделов действительно являются вводными по
своему содержанию, важно, чтобы на каком-то этапе обучения, обучаемые должны
самостоятельно разработать сложное приложение. Поэтому обязательный материал
включает в себя сведения по проектированию. Эти знания должны получить все
слушатели. Обычно такой проект выполняется ближе к концу обучения. Сходным
образом, вводный курс может включать факультативные разделы, примыкающие к
материалу курса. Таким образом, термин "обязательная тема" ничего не говорит о
времени чтения курса.
Временные показатели, отведенные для каждого раздела, пониматься как
минимальное количество времени, требуемое для освоения раздела в рамках, требуемой
программы. Всегда допустимо и полезно отводить на раздел больше времени, чем
обязательный минимум.
7
Для определенности, решено измерять время в часах, что соответствует
аудиторным часам, необходимым для представления материала в традиционном
формате, ориентированном на лекции. Указываемые часы не включают в себя время,
проводимое вне аудитории. Время, отводимое на раздел, не включает в себя время
подготовки преподавателя и время, затрачиваемое слушателем вне аудитории. В качестве
рекомендации заметим, что объем внеаудиторных занятий должен примерно в три
раза превосходить объем аудиторных. Так, раздел, требующий 3 часа должен обычно
изучаться 12 часов (3 часа в аудитории и 9 часов самостоятельно).
К образовательной программе повышения квалификации учителей информатики (72 часа).
3. Учебно-тематический план
№
п/п
Наименование разделов, тем
Количество
часов
Лекционные
занятия
1
Практические
занятия
Самостоятельная
работа
0
1
1.1
Вводные замечания
Алгоритмическое мышление
1
5
Алгоритмы и методы их
проектирования
2
2
12-15 задач
1.2
Эффективность
алгоритмов и
использование
ресурсов
1
2
2.1
Основы программирования
Модели данных
1
2.2
Управляющие структуры :
Стандартные управляющие
структуры: следование, развилка,
цикл; вызов функций и передача
параметров
6
6
12-15 задач
2.3
Инкапсуляция:
Неразделимое объединение
связанных объектов; взгляд со
стороны клиента, основанный на
абстракции и скрытии информации;
взгляд со стороны
реализации, основанный на
внутренних деталях
Связи между инкапсулированными
компонентами:
Роль интерфейсов как связующего
звена при обмене информацией;
ответственность
инкапсулированных компонентов
перед их клиентами; роль
наследования
6
6
12-15 задач
2
2
2-5 задачи
Тестирование и отладка
1
1
2.4
2.5
34
8
3
3.1
Вычислительные окружения
Компьютерные системы как
иерархия виртуальных машин
2
3.2
Языки программирования и
парадигмы
2
3.3
Основные аппаратные средства и
представление данных на машинном
уровне
1
3.4
Инструменты:
Компиляторы, редакторы,
отладчики и другие компоненты
программных окружений
2
3.5
Приложения:
Web-браузеры, текстовые
процессоры, электронные таблицы,
базы данных, системы электронной
почты, математические пакеты,
графические редакторы
Итого
12
34
12
30-40 задач
72
4. Содержание курса
Следуя концепции, заложенной в вводный учебный план, слушателям предложены два
возможных варианта содержания, которые в дальнейшем помогут самостоятельно
разработать актуальную модель учебного плана и наполнить ее содержанием в
зависимости от конкретных условий.
Ступень основного общего образования с расширением в образовательные
области приоритетного освоения
4.1
Информация и информационные процессы
Представление информации. Информация, информационные объекты различных видов.
Язык как способ представления информации: естественные и формальные языки. Формализация
описания реальных объектов и процессов, примеры моделирования объектов и процессов, в том
числе – компьютерного. Информационные процессы: хранение, передача и обработка
информации. Дискретная форма представления информации. Единицы измерения информации.
Управление, обратная связь. Основные этапы развития средств информационных технологий1.
Передача информации. Процесс передачи информации, источник и приемник информации,
сигнал, кодирование и декодирование, искажение информации при передаче, скорость передачи
информации.
Обработка информации. Алгоритм, свойства алгоритмов. Способы записи алгоритмов;
блок-схемы. Алгоритмические конструкции. Логические значения, операции, выражения.
Разбиение задачи на подзадачи, вспомогательный алгоритм. Обрабатываемые объекты: цепочки
символов, числа, списки, деревья, графы. Восприятие, запоминание и преобразование сигналов
живыми организмами.
Компьютер как универсальное устройство обработки информации. Основные
компоненты компьютера и их функции. Программный принцип работы компьютера. Командное
1
Курсивом в тексте выделен материал, который подлежит изучению, но не включается в Требования к уровню
подготовки выпускников.
9
взаимодействие пользователя с компьютером, графический интерфейс пользователя. Программное
обеспечение, его структура. Программное обеспечение общего назначения. Представление о
программировании.
Информационные процессы в обществе. Информационные ресурсы общества,
образовательные информационные ресурсы. Личная информация, информационная безопасность,
информационные этика и право.
Информационные технологии
Основные устройства ИКТ
Соединение блоков и устройств компьютера, других средств ИКТ, простейшие операции по
управлению (включение и выключение, понимание сигналов о готовности и неполадке и т. д.),
использование различных носителей информации, расходных материалов. Гигиенические,
эргономические и технические условия безопасной эксплуатации средств ИКТ.
Оперирование компьютерными информационными объектами в наглядно-графической
форме (графический пользовательский интерфейс). Создание, именование, сохранение, удаление
объектов, организация их семейств. Архивирование и разархивирование. Защита информации от
компьютерных вирусов.
Оценка количественных параметров информационных объектов и процессов: объем памяти,
необходимый для хранения объектов, скорость передачи и обработки объектов, стоимость
информационных продуктов, услуг связи.
Образовательные области приоритетного освоения 2:
технологии, материальные технологии, обществознание (экономика).
информатика
и
информационные
Запись средствами ИКТ информации об объектах и процессах окружающего мира
(природных, культурно-исторических, школьной жизни, индивидуальной и семейной истории):
запись изображений и звука с использованием различных устройств (цифровых
фотоаппаратов и микроскопов, видеокамер, сканеров, магнитофонов);
текстов, (в том числе с использованием сканера и программ распознавания,
расшифровки устной речи);
музыки (в том числе с использованием музыкальной клавиатуры);
таблиц результатов измерений (в том числе с использованием присоединяемых к
компьютеру датчиков) и опросов.
Создание и обработка информационных объектов
Тексты. Создание текста посредством квалифицированного клавиатурного письма с
использованием базовых средств текстовых редакторов. Работа с фрагментами текста. Страница.
Абзацы, ссылки, заголовки, оглавления. Выделение изменений. Проверка правописания, словари.
Включение в текст списков, таблиц, изображений, диаграмм, формул. Печать текста.
Планирование работы над текстом. Примеры деловой переписки, учебной публикации (доклад,
реферат).
Образовательные области приоритетного освоения: информатика и информационные технологии,
обществоведение, естественнонаучные дисциплины, филология, искусство.
Базы данных. Поиск данных в готовой базе. Создание записей в базе данных.
Образовательные области приоритетного освоения: информатика и информационные технологии,
обществознание (экономика и право).
Рисунки и фотографии. Ввод изображений с помощью инструментов графического
редактора, сканера, графического планшета, использование готовых графических объектов.
Геометрические и стилевые преобразования. Использование примитивов и шаблонов.
Образовательные области приоритетного освоения: информатика и информационные технологии,
искусство, материальные технологии.
2
Предметные области, в рамках которых наиболее успешно можно реализовать указанные темы раздела
образовательного стандарта по информатике и информационным технологиям.
10
Звуки, и видеоизображения. Композиция и монтаж. Использование простых
анимационных графических объектов.
Образовательные области приоритетного освоения: языки, искусство; проектная деятельность в
различных предметных областях.
Поиск информации
Компьютерные энциклопедии и справочники; информация в компьютерных сетях,
некомпьютерных источниках информации. Компьютерные и некомпьютерные каталоги;
поисковые машины; формулирование запросов.
Образовательные области приоритетного освоения: обществоведение, естественнонаучные
дисциплины, языки.
Проектирование и моделирование
Чертежи. Двумерная и трехмерная графика. Использование стандартных графических
объектов и конструирование графических объектов: выделение, объединение, геометрические
преобразования фрагментов и компонентов. Диаграммы, планы, карты.
Простейшие управляемые компьютерные модели.
Образовательные области приоритетного освоения: черчение, материальные технологии,
искусство, география, естественнонаучные дисциплины.
Математические инструменты, динамические (электронные) таблицы
Таблица как средство моделирования. Ввод данных в готовую таблицу, изменение данных,
переход к графическому представлению. Ввод математических формул и вычисление по ним,
представление формульной зависимости на графике.
Образовательные области приоритетного освоения: информатика и информационные технологии,
естественнонаучные дисциплины, обществоведение (экономика).
Организация информационной среды
Создание и обработка комплексных информационных объектов в виде печатного текста,
веб-страницы, презентации с использованием шаблонов. Организация информации в среде
коллективного использования информационных ресурсов. Электронная почта как средство связи;
правила переписки, приложения к письмам, отправка и получение сообщения. Сохранение для
индивидуального использования информационных объектов из компьютерных сетей (в том числе
Интернета) и ссылок на них. Примеры организации коллективного взаимодействия: форум,
телеконференция, чат.
Образовательные области приоритетного освоения: информатика и информационные технологии,
языки, обществоведение, естественнонаучные дисциплины.
4.2 Ступень профильного основного общего образования с максимальным охватом
материала
Информация и информационные процессы
Виды информационных процессов. Процесс передачи информации. Сигнал, кодирование,
декодирование, искажение информации. Дискретное (цифровое) представление текстовой,
графической, звуковой информации и видеоинформации. Скорость передачи информации.
Восприятие, запоминание и обработка информации человеком, пределы чувствительности и
разрешающей способности органов чувств.
Системы, компоненты, состояние и взаимодействие компонентов. Информационное
взаимодействие в системе, управление, обратная связь.
Модель в деятельности человека. Описание (информационная модель) реального объекта и
процесса, соответствие описания объекту и целям описания. Схемы, таблицы, графики, формулы
как описания. Использование описания (информационной модели) в процессе общения,
практической деятельности, исследования.
Математические модели: примеры логических и алгоритмических языков, их использование
для описания объектов и процессов живой и неживой природы и технологии, в том числе
физических, биологических, экономических процессов, информационных процессов в
11
технических, биологических и социальных системах. Использование сред имитационного
моделирования (виртуальных лабораторий) для проведения компьютерного эксперимента в
учебной деятельности.Системы счисления. Логика и алгоритмы. Высказывания, логические
операции, кванторы, истинность высказывания. Цепочки (конечные последовательности), деревья,
списки, графы, матрицы (массивы), псевдослучайные последовательности. Индуктивное
определение объектов. Вычислимые функции, полнота формализации понятия вычислимости,
универсальная вычислимая функция; диагональное доказательство несуществования.
Выигрышные стратегии. Сложность вычисления; проблема перебора. Задание вычислимой
функции системой уравнений. Сложность описания. Кодирование с исправлением ошибок.
Сортировка.
Элементы теории алгоритмов. Формализация понятия алгоритма. Вычислимость.
Эквивалентность алгоритмических моделей. Построение алгоритмов и практические вычисления.
Язык программирования. Типы данных. Основные конструкции языка программирования.
Система программирования. Основные этапы разработки программ. Разбиение задачи на
подзадачи.
Информационная деятельность человека
Виды профессиональной информационной деятельности человека, используемые
инструменты (технические средства и информационные ресурсы). Профессии, связанные с
построением математических и компьютерных моделей, программированием, обеспечением
информационной деятельности индивидуумов и организаций. Роль информации в современном
обществе и его структурах: экономической, социальной, культурной, образовательной.
Информационные ресурсы и каналы государства, общества, организации, их структура.
Образовательные информационные ресурсы.
Экономика информационной сферы. Стоимостные характеристики информационной
деятельности.
Информационная этика и право, информационная безопасность. Правовые нормы,
относящиеся к информации, правонарушения в информационной сфере, меры их предотвращения.
Средства ИКТ
Архитектура компьютеров и компьютерных сетей. Программная и аппаратная организация
компьютеров и компьютерных систем. Виды программного обеспечения. Операционные системы.
Понятие о системном администрировании.
Безопасность, гигиена, эргономика, ресурсосбережение, технологические требования при
эксплуатации компьютерного рабочего места. Типичные неисправности и трудности в
использовании ИКТ. Комплектация компьютерного рабочего места в соответствии с целями его
использования.
Оценка числовых параметров информационных объектов и процессов, характерных для
выбранной области деятельности.
Профилактика оборудования.
Технологии создания и обработки текстовой информации
Понятие о настольных издательских системах. Создание компьютерных публикаций.
Использование готовых и создание собственных шаблонов. Использование систем проверки
орфографии и грамматики. Тезаурусы. Использование систем двуязычного перевода и
электронных словарей. Коллективная работа над текстом, в том числе в локальной компьютерной
сети. Использование цифрового оборудования.
Использование специализированных средств редактирования математических текстов и
графического представления математических объектов.
Использование систем распознавания текстов.
Технология создания и обработки графической и мультимедийной информации
12
Представление о системах автоматизированного проектирования конструкторских работ,
средах компьютерного дизайна и мультимедийных средах. Форматы графических и звуковых
объектов. Ввод и обработка графических объектов. Ввод и обработка звуковых объектов.
Использование инструментов специального программного обеспечения и цифрового
оборудования.
Создание графических комплексных объектов для различных предметных областей:
преобразования, эффекты, конструирование. Создание и преобразование звуковых и аудиовизуальных объектов. Создание презентаций, выполнение учебных творческих и конструкторских
работ.
Опытные работы в области картографии, использование геоинформационных систем в
исследовании экологических и климатических процессов, городского и сельского хозяйства.
Обработка числовой информации
Математическая обработка статистических данных, результатов эксперимента, в том числе с
использованием компьютерных датчиков. Использование динамических (электронных) таблиц для
выполнения учебных заданий из различных предметных областей: обработка результатов
естественно-научного и математического эксперимента, экономических и экологических
наблюдений, социальных опросов, учета индивидуальных показателей учебной деятельности.
Примеры простейших задач бухгалтерского учета, планирования и учета средств.
Использование инструментов решения статистических и расчетно-графических задач.
Обработка числовой информации на примерах задач по учету и планированию.
Технологии поиска и хранения информации
Представление о системах управления базами данных, поисковых системах в компьютерных
сетях, библиотечных информационных системах. Компьютерные архивы информации:
электронные каталоги, базы данных. Организация баз данных. Примеры баз данных: юридические,
библиотечные, здравоохранения, налоговые, социальные, кадровые. Использование инструментов
системы управления базами данных для формирования примера базы данных учащихся в школе.
Использование инструментов поисковых систем (формирование запросов) для работы с
образовательными порталами и электронными каталогами библиотек, музеев, книгоиздания, СМИ
в рамках учебных заданий из различных предметных областей. Правила цитирования источников
информации.
Телекоммуникационные технологии
Представления о средствах телекоммуникационных технологий: электронная почта, чат,
телеконференции, форумы, телемосты, интернет-телефония. Специальное программное
обеспечение
средств
телекоммуникационных
технологий.
Использование
средств
телекоммуникаций в коллективной деятельности. Технологии и средства защиты информации в
глобальной и локальной компьютерных сетях от разрушения, несанкционированного доступа.
Правила подписки на антивирусные программы и их настройка на автоматическую проверку
сообщений.
Инструменты создания информационных объектов для Интернета. Методы и средства
создания и сопровождения сайта.
Технологии управления, планирования и организации деятельности
Технологии автоматизированного управления в учебной среде. Технологии управления,
планирования и организации деятельности человека. Создание организационных диаграмм и
расписаний. Автоматизация контроля их выполнения.
Системы автоматического тестирования и контроля знаний. Использование тестирующих
систем в учебной деятельности. Инструменты создания простых тестов и учета результатов
тестирования.
5. Требования к уровню подготовки слушателей и условия обучения по
предлагаемой программе
Учебный план программы соответствует учебной практике и требованиям
повышения квалификации работающих и будущих учителей.
13
Учебный курс программы состоит из модулей аудиторных занятий, по ходу
изучения которых учителя работают над учебным заключительным проектом.
В ходе реализации программы учебный план может корректироваться, исходя из
пожеланий слушателей курсов и ответной реакцию учителей-практиков.
Вначале на основе собеседования на входе формируются подгруппы, для которых
предлагаются пять моделей реализации вводных курсов, прохождение которых позволит
слушателю достигнуть необходимого уровня успеха.
При
достаточном уровне
мотивации практически любая педагогическая
инновация будет успешной. Настоящая же проверка состоит в том, удается ли
воспроизвести успех при использовании данного подхода самостоятельно. Каждая из пяти
моделей, описанных ниже, удовлетворяет приведенному выше критерию успешной
воспроизводимости.
Подход "с ориентацией на императивное программирование". Это самый
традиционный из всех подходов, включенных в данную программу.
Подход с ориентацией на объектно-ориентированное программирование. Подход "с
ориентацией на объектно-ориентированное программирование" также фокусируется на
программировании, но при этом с самого начала делает акцент на принципах объектноориентированного проектирования и программирования.
Подход с максимальным охватом материала. Специалистов по образованию в области
информатики беспокоило то, что традиционное введение "с ориентацией на
программирование" дает школьникам слишком ограниченный взгляд на дисциплину.
Информатика является постоянно расширяющейся дисциплиной, которая включает в себя
много
других
видов
деятельности
помимо
программирования.
Курсы,
концентрирующиеся только на программировании, не позволяют школьникам испытать
многие другие области знаний и способы мышления, являющиеся частью
современной информатики. Для предоставления слушателям более целостного взгляда
на дисциплину, многие преподаватели предпочитают подход "с максимальным
охватом материала", при котором рассматривается более широкий спектр тем. Этот
подход позволяет интегрировать материал
с материалом из всех других дисциплин,
успешно организовать профильное обучение. Подобный подход стоит опробовать в
качестве эксперимента, поскольку его всего труднее успешно повторить самостоятельно.
Подход с ориентацией на алгоритмы (безмашинный вариант). В этом подходе
основные концепции информатики представляются с использованием псевдокода вместо
реального языка программирования. За счет ознакомления школьников с основными
алгоритмическими концепциями и логическими структурами независимо от какого-либо
языка программирования, этот подход минимизирует усилия, уходящие на изучения
специфических синтаксических конструкций. Вместо этого, от школьников требуется
обоснование и разъяснение алгоритмов, которые они создают, отлаживая их на бумаге и с
помощью своего воображения. Этот подход следует рассматривать как вынужденную, но
не безнадежную меру в случае отсутствия компьютеров у обучаемых.
Подход с ориентацией на работу над проектом. В этом подходе обучение состоит из
ряда модулей аудиторных занятий, по ходу изучения которых учителя работают над
учебным проектом. Такими модулями могут быть: планирование учебного проекта,
электронные ресурсы для учебного проекта, создание презентации учащегося, создание
публикации учащегося, электронные таблицы в проектной работе, создание
дидактических материалов, создание методических материалов, создание веб-сайта
проекта, разработка плана проведения проекта в школе, защита учебных проектов.
14
Данный подход будет интересен тем учителям, кто особое внимание уделяет
познавательным интересам и потребностям учащихся, которые в рамках разработанного
проекта проводят свои собственные исследования и участвуют в научно-практических
конференциях.
5. Библиографический список
1. Федеральный компонент государственного стандарта общего образования. Часть II.
Среднее (полное) общее образование./ Министерство образования Российской Федерации.
- М. 2004. - 266 с.
2. Рекомендации по преподаванию информатики в университетах: Пер.с англ. - СПб.,
2002. - 372 с.
6. Сведения об авторе
Рогович Валерий Иосифович, кафедра Вычислительной техники УГТУ-УПИ, к.ф.-м.н.,
профессор, VRogovich@naumen.ru.
7. Аннотация
Программа составлена для повышения квалификации учителей школ с учетом
особенностей, которые произошли за последнее десятилетие в Информатике, и
соответствует требованиям действующих нормативных документов.
Программа предусматривает, наряду с лекциями, проведение лабораторных
занятий и выполнение выпускной работы в проектной форме согласно прилагаемому
расчету часов (24/40/8).
Реализация программы предоставляет слушателям выбрать одну из пяти моделей
обучения с тем, чтобы результаты обучения были успешными и воспроизводимыми
самостоятельно в практической работе.