Формирование алгоритмической и информационной культуры учащихся на уроках информатики
статья по информатике и икт на тему

Формирование алгоритмической и информационной культуры учащихся на уроках информатики.

Алгоритмическая культура учащихся

В основе программирования для ЭВМ лежит понятие алгоритмизации, рассматриваемой в широком смысле как процесс разработки и описания алгоритма средствами заданного языка.

Ниже приведены перечень и описание компонентов алгоритмической культуры, составленные на основе анализа общеобразовательных основ алгоритмизации.

1. Понятие алгоритма и его свойства. Понятие алгоритма является центральным. В обучении алгоритмизации нет необходимости (да и возможности) использовать строгое математическое уточнение этого понятия, достаточно его толкования на интуитивно-наглядном уровне. Существенное значение при изложении приобретают такие содержательные свойства алгоритмов, как понятность, массовость, детерминированность и результативность.

2. Понятие языка описания алгоритмов. Задача описания алгоритма всегда предполагает наличие не которого языка, на котором должно быть выполнено описание. Выбор языка в каждом отдельном случае определяется областью применения алгоритма,

3. Уровень формализации описания. Применяемые на практике уровни формализации представления алгоритмов могут варьироваться в довольно широком диапазоне: от уровня полного отсутствия формализации до уровня формализации «в той или иной мере» и, наконец, до уровня «абсолютной» формализации. Умение работать с языками различных уровней формализации с учетом фактора понятности алгоритма для исполнителя также является существенным компонентом алгоритмической культуры.

4. Принцип дискретности (пошаговости) описания. Построение алгоритма предполагает выделение четкой целенаправленной последовательности допустимых элементарных действий, приводящих к требуемому результату..

5. Принцип блочности. Необходимо уметь  расчленять сложную задачу на более простые компоненты. Такой путь приходится избирать всегда, когда задача оказывается достаточно сложной, чтобы алгоритм ее решения в нужном языке можно было описать сразу. В этом случае задача разбивается на информационно замкнутые части (блоки), которым придается самостоятельное значение, и после составления первоначальной схемы, связывающей части задачи, проводится работа по детализации отдельных блоков. Каждый из этих блоков может быть детализирован по только что описанному принципу.

6. Принцип ветвления. Организация алгоритмов требует умелого использования логических (разветвляющих) средств языка. Существенными компонентами алгоритмической грамотности здесь является осознание того, что:

а) описание должно предусматривать все возможные варианты исходных данных и для каждой их комбинации быть результативным;

б) для конкретных значений исходных данных исполнение алгоритма всегда проходит только по одному из возможных путей, определяемому конкретными условиями.

7. Принцип цикличности. Эффективность алгоритмических описаний в большинстве случаев определяется возможностью неоднократного использования одних и тех же фрагментов описаний при различных значениях входных величин. Особенно важно, умение выделять при построении алгоритмов повторяющуюся (рабочую) часть цикла.

8. Выполнение (обоснование) алгоритма. Существенно важным компонентом алгоритмической грамотности является постоянно привлекаемое в процессе алгоритмизации умение воспринимать и исполнять разрабатываемые фрагменты описания алгоритма отвлеченно от планируемых результатов - так, как они описаны, а не так, как может быть, в какой-то момент хотелось бы самому автору или исполнителю.

9. Организация данных. Исходным материалом для алгоритма является информация или исходные данные, которые надлежит обработать. Составитель алгоритма обязан думать не только о том, как и в какой последовательности производить обработку, но и о том, где и как фиксировать промежуточные и окончательные результаты работы алгоритма.

Мы перечислили компоненты алгоритмической культуры, овладение которыми имеет основополагающее значение для формирования навыка составления алгоритмов - алгоритмизации и, следовательно, программирования для ЭВМ.

Понятие компьютерной грамотности учащихся

Появление понятия компьютерной грамотности (КГ) явилось результатом расширения понятия алгоритмической культуры (АК) учащихся путем добавления компонентов: умение обращаться (или, на жаргоне информатиков общаться) с ЭВМ, знание устройства и принципов действия ЭВМ, а также роли ЭВМ в современном обществе.

АК → КГ

Компоненты Понятие «компьютерная грамотность» : 

1. Умение «общаться» с компьютером. Общение с ПК на «пользовательском уровне»:

∙         подготовить компьютер к работе,

∙         запускать и останавливать его,

∙         умение работать за дисплеем, т. е. овладеть клавиатурой, уметь вводить числа и переменные, корректировать введенные данные, вводить,

∙         отлаживать и запускать программу;

∙         навыки работы с простейшими сервисными программами, такими как редактор текстов, графический редактор, электронная таблица, разнообразные игровые программы,

∙         работа с компьютером в режиме диалога (в частности обучающего).

2. Составление простейших программ для компьютера. Подготовка программистов не является целью общеобразовательной школы, однако понимание основных принципов программирования для ЭВМ должно входить в систему общего образования. В старших звеньях обучения возможно ознакомление с несколькими различными языками программирования (в условиях углубленного изучения предмета). Важна прочность фундаментальных знаний, необходимых для разработки лежащих в их основе алгоритмов.

3. Представление об устройстве и принципах действия ЭВМ В этом компоненте компьютерной грамотности выделяются две основные составляющие:

а) структура ПК и функции его основных устройств;

б) физические основы и принципы действия основных элементов компьютера.

4. Представления об областях применения и возможностях ЭВМ, социальных последствиях компьютеризации. Формирование этого компонента компьютерной грамотности также не является задачей исключительно курса информатики и выходит за его пределы. В курсе географии, истории и ряда других гуманитарных предметов персональная ЭВМ может использоваться школьниками как информационная система, банк данных, автоматизированный справочник.

В методической литературе сокращенно структура КГ обозначается: общение, программирование, устройство, применение.

Нетрудно заметить, что даже при сохранении всех компонентов компьютерной грамотности усиленное акцентирование внимания на том или ином из них может приводить к существенному изменению конечной цели преподавания предмета информатики. Если, к примеру, начнет доминировать компонент общение, то курс становится преимущественно пользовательским, нацеленным, в частности, на освоение компьютерных технологий. При доминирующей компоненте программирование цели курса сведутся к подготовке программистов и т. д.

Информационная культура

Во второй версии программы ОИВТ (машинный вариант) наряду с уже известным понятием «компьютерная грамотность» использовалось новое понятие «информационная культура учащихся». Согласно пояснительной записке курс ОИВТ «... должен формировать у учащихся:

∙         навыки грамотной постановки задач, возникающих в практической деятельности, для их решения с помощью ЭВМ;

∙         навыки формализованного описания поставленных задач, элементарные знания о методах математического моделирования и умение строить простые математические модели поставленных задач;

∙         знания основных алгоритмических структур и умение применять эти знания для построения алгоритмов решения задач по их математическим моделям;

∙         понимание устройства и функционирования ЭВМ и элементарные навыки составления программ для ЭВМ по построенному алгоритму на одном из языков программирования высокого уровня;

∙         навыки квалифицированного использования основных типов современных информационных систем для решения с их помощью практических задач и понимание основных принципов, лежащих в основе функционирования этих систем;

∙         умение грамотно интерпретировать результаты решения практических задач с помощью ЭВМ и применять эти результаты в практической деятельности.

Эти требования, взятые в их минимальном объеме, составляют задачу достижения первого уровня компьютерной грамотности, взятые в максимальном объеме - воспитание информационной культуры учащихся» [36].

Понятие «информационная культура» (ИК) образовано путем добавления новых и некоторого расширения прежних компонентов компьютерной грамотности: применение метода математического моделирования для решения задач с помощью ЭВМ, навыки «квалифицированного использования основных типов современных информационных систем» и «понимания основных принципов, лежащих в основе функционирования этих систем».

Схематически эволюция целей образования школьников в области информатики теперь может быть обозначена следующим образом:

АК→КГ→ИК~?

Корректировку целей обучения информатике в школе проводят в соответствии с современным состоянием развития науки и практики.