Особенности преподавания информатики

Дипломная работа

на тему: «Особенности методики
преподавания информатики»

 

Выполнил:

 

Руководитель:

 

 

Ижевск, 2004

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                                                   3

1. Теоретические знания по экономике и компьютерным технологиям                                                                                                                                                          6

2. Особенности преподавания информатики                                             17

2.1. Объекты и субъекты учебного процесса                                                                    17

2.2. Элементы развития познавательного интереса на уроках информатики        23

2.3. Оборудование кабинета вычислительной техники                                                28

3. Межпредметная связь                                                                                             33

3.1. Необходимость межпредметных знаний в информатике                                     33

3.2. Возможности вычислительной техники                                                                   47

4. Методы обучения                                                                                                        59

4.1. Начальный этап                                                                                                               59

4.2. Коммуникация как способ конструирования информационных знаний         64

4.3. Этапы создания обучающих программных средств                                               80

Заключение                                                                                                                          89

Список литературы                                                                                                       91

ВВЕДЕНИЕ

 

Современный период развития цивилизованного общества характеризует процесс информатизации.

Информатизация общества – это глобальный социальный процесс, особенность которого состоит в том, что доминирующим видом деятельности в сфере общественного производства является сбор, накопление, продуцирование, обработка, хранение, передача и использование информации, осуществляемые на основе современных средств микропроцессорной и вычислительной техники, а также на базе разнообразных средств информационного обмена. Информатизация общества обеспечивает:

- активное использование постоянно расширяющегося интеллектуального потенциала общества, сконцентрированного в печатном фонде, и научной, производственной и других видах деятельности его членов,

- интеграцию информационных технологий с научными, производственными, инициирующую развитие всех сфер общественного производства, интеллектуализацию трудовой деятельности;

- высокий уровень информационного обслуживания, доступность любого члена общества к источникам достоверной информации, визуализацию представляемой информации, существенность используемых данных.

Применение открытых информационных систем, рассчитанных на использование всего массива информации, доступной в данный момент обществу в определенной его сфере, позволяет усовершенствовать механизмы управления общественным устройством, способствует гуманизации и демократизации общества, повышает уровень благосостояния его членов. Процессы, происходящие в связи с информатизацией общества, способствуют не только ускорению научно–технического прогресса, интеллектуализации всех видов человеческой деятельности, но и созданию качественно новой информационной среды социума, обеспечивающей развитие творческого потенциала индивида.

Одним из приоритетных направлений процесса информатизации современного общества является обучение информатике – внедрение средств новых информационных технологий в систему образования. Это сделает возможным:

- совершенствование механизмов у­правления системой образования на основе использования автоматизированных банков данных научно– педагогической информации, информационно-методических материалов, а также коммуникационных сетей;

- совершенствование методологии и стратегии отбора содержания, методов и организационных форм обучения, соответствующих задачам развития личности обучаемого в современных условиях информатизации общества;

- создание методических систем обучения, ориентированных на развитие интеллектуального потенциала обучаемого, на формирование умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять информационно–учебную, экспериментально – исследовательскую деятельность, разнообразные виды самостоятельной деятельности по обработке информации;

- создание и использование компьютерных тестирующих, диагностирующих, контролирующих и оценивающих систем.

Целью настоящей дипломной работы является исследование одной из сторон процесса информатизации общества и образования ­– особенностей преподавания информатики в учебных заведениях. В рамках поставленной цели основными задачами работы являются:

- анализ теоретических знаний по экономике и компьютерным технологиям;

- исследование особенностей учебного процесса обучения информатике;

- анализ межпредметных связей информатики;

- анализ используемых и перспективных методов обучения;

- сравнительный анализ самообучения и занятия в группах.

В дипломной работе исследуются возможности средств новых информационных технологий, условия, необходимые для их успешного использования, рассматривается и анализируется прикладное программное обеспечение, необходимое для процесса обучения.

Структурно работа состоит из четырех глав: в первой кратко рассматриваются современные реалии информатизации общества, аспекты применения СНИТ в высшем образовании и классификация ППС; вторая глава посвящена особенностям учебного процесса; в третьей главе описаны методы обучения: теоретический материал с контрольными вопросами, примеры решений заданий и задания для самостоятельной работы; четвертая глава посвящена особенностям оценки усвоения материала, а также сравнительному анализу эффективности групповых и индивидуальных занятий.

Предметом исследования является совокупность теоретических и практических проблем обучения информатике на основе реализации комплексного подхода.

Методологическую и теоретическую основу исследования составляют методические и нормативно-правовые материалы практического характера, касающиеся педагогики и информатики.

В работе использованы результаты исследований зарубежных и отечественных специалистов в области информатики и педагогики.

Исследование основано на системном подходе с использованием методов комплексного анализа, экономико-статистического, сравнения и других.

 

1. Теоретические знания по экономике и
компьютерным технологиям

 

В современном цивилизованном обществе этапа информатизации все его члены, независимо от их общественного положения, используют информацию и знания в своей деятельности, решая непрерывно возникающие перед ними задачи. При этом постоянно увеличивающиеся запасы знаний, опыта, весь интеллектуальный потенциал общества, который сосредоточен в книгах, патентах, журналах, отчетах, идеях, активно, на современном техническом уровне участвует в повседневной производственной, научной, образовательной и других видах деятельности людей. Ценность информации и удельный вес информационных услуг в жизни современного общества резко возросли. Это дает основание говорить о том, что главную роль в процессе информатизации играет собственно информация, которая сама по себе не производит материальных ценностей. Под информацией (с общих позиций) будем понимать сведения о фактических данных и совокупность знаний о зависимостях между ними, то есть средство, с помощью которого общество может осознавать себя и функционировать как единое целое. Естественно предположить, что информация должна быть научно –достоверной, доступной в смысле возможности ее получения, понимания и усвоения; данные, из которых информация извлекается, должны быть существенными, соответствующими современному научному уровню.

Как было уже сказано, общество этапа информатизации характеризует процесс активного использования информации в качестве общественного продукта, в связи с чем происходит формирование высокоорганизованной информационной среды, оказывающей влияние на все стороны жизнедеятельности членов этого общества.

Информационная среда включает множество информационных объектов и связей между ними, средства и технологии сбора, накопления, передачи, обработки, продуцирования и распространения информации, собственно знания, а также организационные и юридические структуры, поддерживающие информационные процессы. Общество, создавая информационную среду, функционирует в ней, изменяет, совершенствует ее. Современные научные исследования убеждают в том, что совершенствование информационной среды общества инициирует формирование прогрессивных тенденций развития производительных сил, процессы интеллектуализации деятельности членов общества во всех его сферах, включая и сферу образования, изменение структуры общественных взаимоотношений и взаимосвязей.

Необходимо выделить ряд основных направлений формирования и становления средств, методов и технологий, которые открывают новые возможности прогрессивного общественного развития, находящего свое отражение в сфере образования.

- математизация и информатизация предметных областей: использование современных информационных технологий при реализации возможностей аппарата математики, в том числе математической статистики, позволяет автоматизировать процессы обработки информации, результатов научного эксперимента, интенсифицировать применение инструментария математики в социологических исследованиях. Математизация дает возможность повысить качество принимаемых решений на всех стадиях процесса принятия решения человеком или ЭВМ за счет применения современных методов многофакторного анализа, прогнозирования, моделирования и оценки вариантов, оптимального планирования. Это позволяет перейти к разработке научно обоснованных подходов к принятию оптимального решения в конкретной ситуации, использовать методы и средства информатики в процессе решения задач различных предметных областей.

- интеллектуализация деятельности: реализация возможностей технических и программных средств современных информационных технологий позволяет: обеспечить управление информационными потоками; общаясь с пользователем на естественном языке, осуществлять распознавание образов и ситуаций, их классификацию; эффективно обучать логике доказательств; накапливать и использовать знания; организовывать разнообразные формы деятельности по самостоятельному извлечению и представлению знаний; осуществлять самостоятельное "микрооткрытие" изучаемой закономерности.

- интеграционные процессы: интеграция современных информационных технологий с операциональными обеспечивает системный эффект, следствием которого становится "технологический прорыв", имеющий место в педагогике. Вместе с тем использование современных информационных технологий поддерживает общие интеграционные тенденции процесса познания окружающей информационной, экологической, социальной среды, способствует реализации преимуществ узкой специализации и возможностей индивидуализации процесса обучения, обеспечивая эффективность образовательного процесса.

Естественно предположить, что развитие, совершенствование информационной среды сферы образования зависит от обеспечения системы образования как в целом, так и каждого учебного заведения в отдельности специализированными подразделениями, приспособленными для организации деятельности со средствами новых информационных технологий.

Интенсивное развитие процесса информатизации образования влечет за собой расширение сферы применения СНИТ. В настоящее время можно уже вполне определенно выделить успешно и активно развивающиеся направления использования современных информационных технологий в образовании:

- реализация возможностей программных средств учебного назначения (проблемно-ориентированных, объектно-ориентированных, предметно-ориентированных) в качестве средства обучения, объекта изучения, средства управления, средства коммуникации, средства обработки информации;

- интеграция возможностей сенсорики, средств для регистрации и измерения некоторых физических величин, устройств, обеспечивающих ввод и вывод аналоговых и дискретных сигналов для связи с комплектом оборудования, сопрягаемого с ЭВМ, и учебного, демонстрационного оборудования при создании аппаратно-программных комплексов;

- интеграция возможностей компьютера и различных средств передачи аудиовизуальной информации при разработке видеокомпьютерных систем и систем мультимедиа.

Эти системы представляют собой комплекс программно-аппаратных средств и оборудования, который позволяет объединять различные виды информации (текст, рисованная графика, слайды, музыка, реалистические изображения, движущиеся изображения, звук, видео) и реализовывать при этом интерактивный диалог пользователя с системой. Использование видеокомпьютерных систем и систем мультимедиа обеспечивает реализацию интенсивных форм и методов обучения, организацию самостоятельной учебной деятельности, способствует повышению мотивации обучения за счет возможности использования современных средств комплексного представления и манипулирования аудиовизуальной информацией, повышения уровня эмоционального восприятия информации.

- реализация возможностей систем искусственного интеллекта при разработке так называемых интеллектуальных обучающих систем (Intelligent Tutoring Systems) типа экспертных систем, баз данных, баз знаний, ориентированных на некоторую предметную область.

Использование возможностей систем искусственного интеллекта создает веские предпосылки для организации процесса самообучения; формирует умения самостоятельного представления и извлечения знаний; способствует интеллектуализации учебной деятельности; инициирует развитие аналитико-синтетических видов мышления, формирование элементов теоретического мышления. Все это является основой интенсификации процессов развития личности обучаемого.

- использование средств телекоммуникаций, реализующих информационный обмен на уровне общения через компьютерные сети (локальные или глобальные), обмен текстовой, графической информацией в виде запросов пользователя и получения им ответов из центрального информационного банка данных.

Телекоммуникационная связь позволяет в кратчайшие сроки тиражировать передовые педагогические технологии, способствует общему развитию обучаемого.

- новая технология неконтактного информационного взаимодействия, реализующая иллюзию непосредственного вхождения и присутствия в реальном времени в стереоскопически представленном "экранном мире" - система "Виртуальная реальность".

Использование этой системы позволяет обеспечить аудиовизуальный и тактильный контакт между пользователем и стереоскопически представленными объектами виртуальной реальности при наличии обратной связи и использовании средств управления.

Как показывает отечественный и зарубежный опыт применения СНИТ, реализация вышеизложенных возможностей позволяет обеспечить:

- предоставление обучаемому инструмента исследования, конструирования, формализации знаний о предметном мире и вместе с тем активного компонента предметного мира, инструмента измерения, отображения и воздействия на предметный мир;

- расширение и углубление изучаемой предметной области за счет возможности моделирования, имитации изучаемых процессов и явлений; организации экспериментально-исследовательской деятельности; экономии учебного времени при автоматизации рутинных операций вычислительного, поискового характера;

- расширение сферы самостоятельной деятельности обучаемых за счет возможности организации разнообразных видов учебной деятельности (экспериментально-исследовательская, учебно-игровая, информационно-учебная деятельность, а также деятельность по обработке информации, в частности и аудиовизуальной), в том числе индивидуальной, на каждом рабочем месте, групповой, коллективной;

- индивидуализацию и дифференциацию процесса обучения за счет реализации возможностей интерактивного диалога, самостоятельного выбора режима учебной деятельности и организационных форм обучения;

- вооружение обучаемого стратегией усвоения учебного материала или решения задач определенного класса за счет реализации возможностей систем искусственного интеллекта;

- формирование информационной культуры, компоненты культуры индивида, члена информационного общества, за счет осуществления информационно-учебной деятельности, работы с объектно-ориентированными программными средствами и системами;

- повышение мотивации обучения за счет компьютерной визуализации изучаемых объектов, явлений, управления изучаемыми объектами, ситуацией, возможности самостоятельного выбора форм и методов обучения, вкрапления игровых ситуаций.

Процесс информатизации образования и связанное с этим использование возможностей СНИТ в процессе обучения приводит не только к изменению организационных форм и методов обучения, но и к возникновению новых методов обучения.

Математизация и информатизация предметных областей, интеллектуализация учебной деятельности, общие интеграционные тенденции процесса познания окружающей информационной, экологической, социальной среды, поддерживаемые использованием СНИТ, приводят к расширению и углублению изучаемых предметных областей, интеграции изучаемых предметов или отдельных тем. Это обусловливает изменение критериев отбора содержания учебного материала. Они основываются на необходимости интенсификации процесса интеллектуального и саморазвития личности обучаемого, формирования умений формализовать знания о предметном мире, извлекать знания, пользуясь различными современными методами обработки информации.

Таким образом, в связи с развитием процесса информатизации и образования изменяется объем и содержание учебного материала, происходит переструктурирование программ учебных предметов (курсов), интеграция некоторых тем или самих учебных предметов, что приводит к изменению структуры и содержания учебных предметов (курсов) и, следовательно, структуры и содержания образования.

Параллельно этим процессам происходит внедрение инновационных подходов к проблеме уровня знаний учащихся, основанных на разработке и использовании комплекса компьютерных тестирующих, диагностирующих методик контроля и оценки уровня усвоения.

Изменение содержания и структуры образования, представлений об организационных формах, методах обучения и контроля за его результатами приводит к изменению частных методик преподавания.

Реализация возможностей СНИТ в процессе обучения и связанное с этим расширение спектра видов учебной деятельности приводят к качественному изменению дидактических требований к средствам обучения, учебной книге.

Отличительными особенностями обучения информатике, которая формируется как фундаментальная базовая, дисциплина, являются высокие требования к техническому оснащению и профессиональному уровню преподавателей. Существующая база образовательных учреждений зачастую далека от необходимого уровня.

Для процесса обучения чрезвычайно важна обратная связь, т.е. информация об усвоении материала учащимися, на основе которой педагог может корректировать способ подачи материала. Замечательной и уникальной особенностью преподавания информатики является возможность автоматической регистрации поведения обучаемого с помощью того же компьютера, на котором происходит обучение предмету.

Относительно небольшая продолжительность обучения информатике с очевидностью диктует создателям типовых учебных планов идею блочного, если так можно выразиться, подхода к преподаванию различных дисциплин. Т.е. преподавание любого предмета ограничено жесткими временными рамками: например, первый семестр второго курса или двухнедельная учебная практика в одном из семестров и т.д.

В отношении информатики подобный подход представляется неоправданным. Информатику считают межпредметной дисциплиной. Нельзя убедить будущих специалистов в том, что персональный компьютер - это каждодневно необходимый инструмент в работе бухгалтера, менеджера или правоведа, при подобной локализации курса по времени. Очевидно, назрела пора переориентации учебных планов в сторону более широкого изучения информационных технологий, увеличения количества часов на преподавание информатики и введение интегрированных курсов или совместных практикумов, например, “Налоги на компьютере” или “Практикум по финансовому менеджменту на ЭВМ".

Пока выходом из создавшейся ситуации может служить, во-первых, проведение бинарных уроков. Но возможности их организации весьма ограничивает несовпадение по времени в изучении тем и вытекающие отсюда сложности планирования. Второй путь - обучить преподавателей различных предметов приемам работы на компьютере, сделав акцент на изучение только тех программных средств, которые необходимы в первую очередь для преподавания этой дисциплины, скажем, справочно-информационных систем для правоведов, электронных таблиц для экономистов и т.п. Это возможно при наличии достаточного числа кабинетов вычислительной техники.

Но даже разрешив проблемы технического и программного обеспечения, мы сталкиваемся еще с одной, которая обозначилась при проведении бинарных уроков с преподавателями экономики. Решая задачу на ЭВМ, допустим, с применением электронных таблиц, учащиеся тратят на нее гораздо больше времени, чем стандартными способами. Это происходит потому, что они привыкли к традиционным методам и воспринимают учебные дисциплины, так сказать, раздельно. И действующие учебные планы поддерживают скорее раздробленность, чем интеграцию курсов предметов. Тем не менее, совместно с преподавателями экономики и бухучета необходимо работать над проблемой более тесного взаимодействия курсов информатики и экономических дисциплин, опробуя на практике собственные методические разработки.

В период перехода к информационному обществу необходимо подготовить человека к быстрому восприятию и обработке больших объемов информации, овладению им современными средствами, методами и технологии работы. Кроме того, новые условия работы порождают зависимость информированности одного человека от информации, приобретенной другими людьми. Поэтому уже недостаточно уметь самостоятельно осваивать и накапливать информацию, а надо научиться такой технологии работы с информацией, когда подготавливаются и принимаются решения на основе коллективного знания. Это говорит о том, что человек должен иметь определенный уровень культуры по обращению с информацией.

Для свободной ориентации в информационном потоке человек должен обладать информационной культурой, как одной из составляющих общей культуры. Информационная культура связана с социальной природой человека. Она является продуктом разнообразных творческих способностей человека и проявляется в следующих аспектах:

- в конкретных навыках по использованию технических устройств (от телефона до персонального компьютера и компьютерных сетей);

- в способности использовать в своей деятельности компьютерную информационную технологию, базовой составляющей которой являются многочисленные программные продукты;

- в умении извлекать информацию из различных источников: как из периодической печати, так и из электронных коммуникаций, представлять ее в понятном виде и уметь ее эффективно использовать;

- во владении основами аналитической переработки информации:

- в умении работать с различной информацией;

- в знании особенностей информационных потоков в своей области деятельности.

Информационная культура вбирает в себя знание из тех наук, которые способствуют ее развитию и приспособлению к конкретному виду деятельности (кибернетика, информатика, теория информации, математика, теория проектирования без данных и ряд других дисциплин). Неотъемлемой информационной культуры являются знания новой информационной технологии и умении ее применять для автоматизации рутинных операций, так и в неординарных ситуациях, требующих нетрадиционного творческого подхода.

В информационном обществе необходимо начать овладевать информационной культурой с детства, сначала с помощью электронных игрушек, а затем привлекая персональный компьютер. Для высших учебных заведений социальным заказом информационного общества следует считать обеспечение уровня информационной культуры студента, необходимых для работы в конкретной сфере деятельности. Процессы привития информационной культуры студенту в ВУЗе наряду с изучением теоретических дисциплин информационного направления много времени необходимо уделить компьютерным информационным технологиям, являющимся базовыми составляющими будущей сферы деятельности. Причем качество обучения должно определяться степенью закрепленных устойчивых навыков работы с среде базовых информационных технологий при решении типовых задач в сфере деятельности.

В информационном обществе центр тяжести приходиться на общественное производство, где существенно повышаются требования к уровню подготовки всех его участников. Поэтому в программе информатизации следует особое внимание уделить информатизации образования, как направления связанного с приобретением и развитием информационной культуры человека. Это, в свою очередь, ставит образование в положение «объекта» информации, где требуется так изменить содержание подготовки, чтобы обеспечить будущем специалисту не только общеобразовательные и профессиональные знания в области информатики, но и необходимый уровень информационной культуры. Повсеместное внедрение персонального компьютера во все сферы народного хозяйства, новые его возможности по организации «дружественной» программной среды, ориентированной на пользователя, пользование телекоммуникационной связи, обеспечивающей новые условия для совместной работы специалистов, применение информационных технологий для самой разнообразной деятельности, постоянно растущая потребность в специалистах, способных ее осуществить, ставят перед государством проблему по пересмотру всей системы подготовки на современных технологических принципах. В нашей стране решение этой проблемы находиться на начальной стадии, поэтому целесообразно учесть опыт наиболее развитых стран, к числу которых относятся США, Япония, Великобритания, Германия, Франция, где этот процесс уже получил значительное развитие.

 

 

Особенности преподавания информатики