Інформатика як наука і як навчальний предмет

Інформатика як наука і як навчальний предмет

Початком процесу формування інформатики вважають 1895 р., коли в Брюсселі було створено Міжнародний бібліографічний інститут.

Термін “інформатика” виник у французькій мові на початку 60-х років для позначення галузі автоматичного опрацювання інформації в суспільстві (від “ІНФОРмація” та “автоМАТИКА”).

Основоположником інформатики в Україні по праву вважають академіка В.М.Глушкова, монографія якого "Основи безпаперової інформатики" (1982 р.) стала першим фундаментальним виданням у цій галузі знань і отримала широкий резонанс як серед науковців, так і серед спеціалістів-практиків.

Відсутність на сьогодні загальновизнаного стислого означення інформатики як науки пов’язано з бурхливим процесом її розвитку, внаслідок якого означення, яке здається коректним сьогодні, стає незадовільним уже в найближчому майбутньому.

В.М.Глушков, А.П.Єршов, А.А.Дородніцин, Б.Я.Совєтов розуміли інформатику як науку про методи накопичення, передавання, зберігання інформації. К.К.Колін характеризував інформатику як загальнонаукову дисципліну, яка вивчає властивості, закономірності, процеси, методи і засоби формування, зберігання і розповсюдження знань у природі і суспільстві. Групою американських експертів Discipline of Computing визначено як систематичне вивчення алгоритмічних процесів, призначених для опису і перетворення інформації, їх теорії, аналізу, проектування ефективності, виконання і застосувань.

В українській мові термін «інформатика» вводиться як назва фундаментальної науки, що вивчає процеси пошуку, зберігання, опрацювання, подання, передавання, використання інформації в різних сферах людської діяльності. При такому тлумаченні інформатика виявляється тісно пов’язаною з філософськими і загальнонауковими теоріями.

Інформатика — це наука про інформацію та інформаційні процеси в природі і суспільстві, методи та засоби пошуку, збирання, одержання, опрацювання, зберігання, подання, передавання інформації та управління інформаційними процесами.

У більш широкому розумінні інформатика — це комплексна багатокомпонентна галузь людської діяльності — наука, інженерія (техніка, виробництво, технологія) освіта тощо — пов’язана з вивченням структури й загальних властивостей інформації та з методами, засобами, процесами і технологіями генерації (створення), отримання (приймання), фіксації, зберігання, накопичення, захисту, відтворення (відображення), використання, обробляння (пошуку, сортування, фільтрації тощо), перетворення, представлення, передавання інформації та управління такими процесами за допомогою електронно-обчислювальних засобів.

Об’єктом інформатики є інформаційні процеси будь-якої природи,  предметом — інформаційно-комунікаційні технології (ІКТ), які реалізовуються за допомогою обчислювальних систем. Одним із основних методів інформатики є обчислювальний експеримент (людська діяльність, пов’язана з розв’язуванням задач за допомогою комп’ютерів).

Розглянемо детальніше поняття ІКТ. Інформаційні технології за В.М.Глушковим, який увів це поняття, є “процеси, пов’язані з опрацюванням інформації”. У вузькому розумінні інформаційні технології — це сукупність методів, засобів, прийомів пошуку, зберігання, опрацювання, подання і передавання графічної, текстової, цифрової, аудіо- і відеоінформації на основі електронних засобів комп’ютерної техніки і зв’язку. Коли комп’ютери стали настільки часто використовуватися в освіті, що з’явилася необхідність говорити про інформаційні технології навчання, виявилося, що інформаційні технології в широкому розумінні давно реалізуються в процесах навчання, тоді з’явився термін “нові інформаційні технології”,  а з часом “інформаційно-комунікаційні технології”.

Інформаційно-комунікаційні технології на думку більшості авторів — це інформаційні технології на базі комп’ютера, комп’ютерних мереж та засобів зв’язку, для яких характерна наявність доброзичливого середовища користувача.

Інформатика — динамічна наука, що інтенсивно розвивається та суттєво впливає на розвиток інших наук і технологій. Вона перетворюється із суто технічної на фундаментальну наукову дисципліну.

Фундаментальним ядром інформатики є інформологія (наука про інформацію) та алгоритміка (теорія алгоритмів разом із її філософськими висновками, алгоритмічно нерозв’язними проблемами та ін.); матеріально-технічною основою — сучасна комп’ютерна техніка.

До базових понять інформатики за Н.В.Морзе відносяться такі: інформація, інформаційні процеси, формальні системи, інформаційна модель (алгоритм, структури даних), архітектура комп’ютерної системи, обчислювальний експеримент.

Структура предметної галузі “Інформатика”, подана на ІІ Міжнародному конгресі ЮНЕСКО “Освіта і інформатика”, включає 4 розділи: теоретична інформатика, засоби інформатизації, інформаційні технології, соціальна інформатика.

Тенденції розвитку інформатики:

§  філософське переосмислення ролі інформації в розвитку природи і суспільства;

§  дослідження загальних властивостей інформації;

§  поширення комп’ютерів, створення мереж;

§  розширення функціональної придатності інформаційних технологій;

§  пошуки ефективних методів формалізованого подання знань, їх використання при автоматизованому розв’язуванні складних задач.

Однією із складових галузі "Інформатика" є освітня (або педагогічна) інформатика. Під цим терміном розуміють прикладну область педагогіки, завданням якої є навчити людину орієнтуватися в інформаційній сфері, свідомо і раціонально використовувати інформаційні потоки, розумно аналізувати їх зміст, реалізовувати прямі і зворотні інформаційні зв’язки з метою успішного адаптування до навколишнього світу, цілеспрямовано і з практичною користю застосовувати комп’ютерні технології до розв’язування різноманітних завдань власної життєдіяльності. Для розв’язування завдань педагогічної інформатики у 1985 р. у школах та вищих навчальних закладах було введено навчальний предмет "Основи інформатики та обчислювальної техніки".

Інформатика як навчальний предмет — це педагогічно адаптована і предметно специфікована система знань:

§  навчальним об’єктом є предмет інформатики як наукової дисципліни;

§  предметом — результат дидактичного опрацювання наукових знань, які належать до навчального об’єкту, відповідно до цілей навчання.

Дидактичне опрацювання — добір, розташування і концентрація навчального матеріалу, дидактичне спрощення, дидактична систематизація, форми подання змісту навчання та ін.

Програмне забезпечення шкільного предмета інформатика підтримує інформаційну, управляючу і навчальну системи середньої школи, включає в себе програмні засоби для проектування і відтворення таких систем, що орієнтовані на школярів і вчителів.

У галузі технічного забезпечення слід економічно обґрунтувати добір технічних засобів для супроводу НВП школи, визначити параметри обладнання типових кабінетів інформатики, вивчити шляхи ефективного використання серійних засобів і оригінальних розробок, орієнтованих на середню школу.

Навчально-методичне забезпечення: навчальні програми, методичні посібники, підручники, програмні засоби для підтримки навчально-пізнавальної діяльності при навчанні інформатики та інших шкільних предметів, на яких можна випробувати методологічний вплив інформатики, і для дисциплін, при вивченні яких планується використання засобів сучасних ІКТ.

Необхідно також вирішити багато психолого-педагогічних проблем, зокрема пов’язаних з дослідження головних напрямів інформатизації навчання, коли комп’ютер виступає перш за все як засіб навчально-пізнавальної діяльності, а крім того і як об’єкт вивчення.

Методика навчання інформатики

У педагогічному розумінні слово “методика” найчастіше вживається у трьох значеннях:

1) методика як педагогічна наука, яка має, з одного боку, характеристики, притаманні будь-якій науці (теоретичний фундамент, експериментальну базу, робоче поле для перевірки науково обґрунтованих гіпотез), а з іншого, — специфічні об’єкти дослідження, зумовлені як особливостями самого предмета, так і шляхами оволодіння ним;

2) методика як сукупність засобів, організаційних форм, методів і прийомів роботи вчителя, тобто «технологія» професійної практичної діяльності;

3) методика як навчальна дисципліна.

Методика навчання інформатики — це розділ педагогічної науки:

§  об’єктом якої є процес навчання інформатики в школі;

§  предметом — проектування, конструювання, реалізація (впровадження в педагогічну практику), аналіз (педагогічний експеримент) і розвиток методичних систем навчання інформатики в школі;

§  одним з основних методів методики навчання інформатики є педагогічний експеримент.

Методика навчання інформатики — наука про інформатику як навчальний предмет та закономірності процесу навчання інформатики учнів різних вікових груп. Вона займається дослідженням і розробкою відповідного до цілей і змісту навчання програмного, технічного, навчально-методичного, організаційного, психолого-педагогічного забезпечення застосування комп’ютерних технологій у шкільному навчальному процесі. У своїх дослідженнях та висновках методика навчання інформатики спирається на філософію, логіку, педагогіку, психологію, інформатику, математику та узагальнений практичний досвід роботи вчителів інформатики.

Методика навчання інформатики, як і будь-яка інша предметна шкільна методика, повинна забезпечувати розв’язування традиційної тріади питань:

1) Навіщо вивчати інформатику? (Мета навчання інформатики.)

2) Що саме слід вивчати? (Зміст навчання.)

3) Як треба навчати інформатики? (Засоби, методи, організаційні форми навчання.)

Методика навчання інформатики пов’язана з методикою навчання математики, тому що поняття алгоритму прийшло з математики. З іншого боку, багато доведень різноманітних тверджень у математиці мають явно алгоритмічну структуру, і в методиці навчання математики існує завдання навчити виявляти цю алгоритмічну складову в доведеннях.

Особливість методики навчання інформатики виявляється в тому, що інформатика (і як наука, і як навчальний предмет), бурхливо розвивається. У зв’язку з цим існує потреба постійно узгоджувати зміст навчання з досягненнями у розвитку науки і техніки. За таких умов вимушеним (і плідним) рішенням є максимальне спирання на результати загальної дидактики та психології, на конкретні методики навчання інших дисциплін, зокрема математики й фізики. Звідси випливає також вимога добору такого змісту навчання інформатики, який за можливості якомога менше залежав би від типів комп’ютерів та їхнього програмного забезпечення. Зрозуміло, процес навчання неминуче реалізується із застосуванням деяких конкретних програмних і технічних засобів, але вони повинні розглядатися лише як окремі зразки різного комп’ютерного обладнання, як можливі засоби унаочнення і дидактичного супроводу навчального матеріалу, а також технічної підтримки навчально-пізнавальної діяльності. Слід формувати найбільш загальні, фундаментальні знання, за можливості уникаючи машинозалежних знань і умінь, які можуть виявитися непридатними до використання і навіть шкідливими для учнів у новій ситуації, під час роботи на інших типах комп’ютерів, з іншою операційною системою та прикладним програмним забезпеченням або іншою мовою програмування.

Методика навчання інформатики сьогодні інтенсивно розвивається. Багато положень у ній сформувалися зовсім недавно і не мають ще ні глибокого теоретичного обґрунтування, ні експериментальної перевірки. Методику навчання інформатики як нову дисципліну почали викладати у вищих педагогічних навчальних закладах з 1987/88 навчального року. На той час існувало лише фрагментарне бачення предмета. Тому вивчення курсу розпочалося одночасно з його розробкою. Важливу роль при цьому відіграла концепція співпраці, спільного навчання, запропонована в галузі інформатики А.П.Єршовим. Вона виявилася продуктивною і після того, як проблему підготовки викладачів було частково вирішено.

В Україні підготовку і впровадження навчання інформатики у школу забезпечувала кафедра основ інформатики та обчислювальної техніки Київського державного педагогічного інституту ім. М.Горького (нині Національний педагогічний університет  ім. М. Драгоманова), лабораторія  по вивченню в школі електронно-обчислювальної та мікропроцесорної техніки Українського науково-дослідного інституту педагогіки та Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова. Серед особистостей, які зробили найбільший внесок до цієї справи, слід перш за все відзначити В.Ю. Бикова, А.Ф. Верланя, О.М. Довгялло, М.І. Жалдака, В.М. Касаткіна, Ю.І. Машбиця, Н.В. Морзе, Г.Г. Науменка, С.А. Ракова, Ю.С. Рамського, В.Д. Руденка.

Основна мета курсу методики навчання інформатики: формування методичної культури майбутнього вчителя інформатики. Під методичною культурою вчителя інформатики розуміють рівень сформованості і розвитку діяльності вчителя, яка базується на сформованості загальних і конкретних методичних умінь, що спираються на знання і навички, надбані при вивченні інформатики, філософії, педагогіки, психології, методики навчання математики (фізики) і пов’язані з навчанням інформатики в системі освіти.

Завдання курсу методики навчання інформатики:

§  орієнтування в можливостях навчання інформатики учнів різних вікових груп, щоб майбутні вчителі розуміли, як повинна змінюватися методика навчання в залежності від особливостей навчального процесу, спрямування навчання, віку дітей, і могли застосувати ці знання в практичній роботі;

§  формування знань і вмінь, необхідних для розуміння підходів до профільної і рівневої диференціації навчання (підготовка в гуманітарних класах, поглиблене при спеціалізації, пов’язаній з математикою та інформатикою);

§  формування вмінь організовувати різні види позакласної роботи.

Учитель інформатики повинен знати особливості державного підходу до шкільного курсу інформатики за умов впровадження базового і профільного навчання і методики його навчання та вміти “будувати” навчальний предмет як систему, що має структуру аналогічну до структури методичної системи навчання інформатики.

Структура методики навчання інформатики:

1) загальна методика вивчає питання побудови методичної системи навчання інформатики і будови навчального предмета;

2) часткова методика вивчає питання систематизації і структуризації змісту шкільного курсу інформатии, питання добору методів, засобів і форм навчання для конкретних фрагментів змісту навчання та конкретного навчального закладу.