Министерство образования и науки Российской Федерации
Кузбасская государственная педагогическая академия
М.С.Можаров
И.В.Сликишина
ТЕОРИЯ И МЕТОДИКА
ОБУЧЕНИЯ
ИНФОРМАТИКЕ
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Новокузнецк, 2010
УДК 004(075.8)
ББК 74.263.2
М 74
ISBN
Авторы: Можаров М.С., Сликишина И.В.
Теория и методика обучения информатике. Учебное пособие. – Новокузнецк: изд-во КузГПА, 2010. – 152 с.
Предлагаемое учебное пособие содержит общие сведения о дидактических основах обучения информатике в общеобразовательных школах, средних специальных учебных заведениях. В пособии рассмотрены основные разделы курса Информатики и ИКТ в школьном образовании, а также методические примеры, образцы выполнения лабораторных работ в курсе Теории и методики обучения информатике. Учебное пособие разработано в соответствии с Государственным стандартом ВПО для студентов, обучающихся по специальности 030100 «Информатика».
Рекомендуется для студентов педагогических вузов и учителей информатики.
©Кузбасская государственная педагогическая академия, 2010
ISBN
Содержание
Содержание 3
Введение 4
1.Курс информатики в школе 5
1.1.Фундаментальное ядро содержания общего образования по информатике 5
1.2.Типы уроков по информатике 12
1.3.Методика изучения информационных технологий и основ программирования 16
1.4.План-конспект урока информатики 19
1.5.Методы обучения информатике 25
1.6.Методики обучения информатике в старшей школе 32
2.Изучение информатики в начальной школе 47
2.1.Особенности пропедевтики информатики в начальной школе 47
2.2.Программные средства для изучения информатики в начальной школе 54
3.Разработка и методика применения мультимедийных презентаций и учебных фильмов 61
3.1.Программно-педагогические средства (ППС) 61
3.2.Учебный фильм 64
3.3.Презентация 71
3.4.Рекомендации по созданию и оценке педагогической эффективности учебно-образовательных презентаций 77
4.Образовательный web-сайт. Дистанционное образование. 86
4.1.Содержание образовательного сайта 86
4.2.Информационное наполнение образовательного сайта 93
4.3.Дистанционное образование 106
5. Организация проверки и оценки результатов обучения 119
5.1.Контрольно-измерительные материалы по информатике 119
5.2.Структура экзаменационной работы по информатике 123
5.3.Достоинства и недостатки использования тестов 124
6.Кабинет информатики и ВТ 130
6.1.Примерный перечень учебного и компьютерного оборудования 130
6.2.Работа кабинета информатики 134
Приложения 137
Федеральный перечень учебников по информатике и ИКТ на 2009-2010 учебный год 137
Примерная программа (тематический план) курса информатики
для базовой школы 138
Литература 149
Введение
История появления курса информатики в средних школах и в педагогических вузах началась в 90-х годах прошлого столетия. С тех пор школьная и вузовская информатика претерпела многие изменения. Программное и аппаратное обеспечение изменяется 2-3 раза за 5-летний срок обучения в вузе. Начиная работать на одной конфигурации аппаратного и программного обеспечения, школьники и студенты заканчивают обучение уже на другом. Все это способствует появлению не только отличных адаптационных способностей к новому, но и усложняет процесс обучения. Сложности изучения курса информатики и ИТ, а так же курса теории и методики преподавания информатики в том, что постоянно приходится использовать новое и новое методическое и дидактическое обеспечение.
В настоящее время опубликовано мало учебников по методике преподавания информатики (МПИ). В этой связи основным источником информации является Интернет, на сайтах которого размещаются материалы в электронном виде, ссылки на выпущенную печатную литературу.
Отдельно стоит проблема перехода учебных заведений на пакет свободно распространяемого программного обеспечения. В настоящем учебном пособии во многих разделах нет конкретного упоминания названий программных продуктов, там же, где есть такая необходимость – используется ОС Linux, и базирующиеся на этой операционной системе программные средства.
Все это делает настоящее учебное пособие актуальным и вселяет надежду на то, что оно будет полезно не только студентам физико-математического факультета, но и учителям информатики.
1.Курс информатики в школе
1.1.Фундаментальное ядро содержания общего образования по информатике
Пояснительная записка
Информатика – это научная дисциплина о закономерностях протекания информационных процессов в различных средах, а также о методах и средствах их автоматизации.
Информационные процессы – фундаментальная реальность окружающего мира и определяющий компонент современной информационной цивилизации. Информатика дает ключ к пониманию многочисленных явлений и процессов в естественно-научных областях, социологии, экономике, истории и др.
Информатика закладывает основу создания и использования информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) – одного из наиболее значимых технологических достижений современной цивилизации. На сегодняшний день ИКТ – необходимый инструмент практически любой деятельности. Темпы качественного развития компьютерной техники и ИКТ не имеют прецедентов в истории.
Информатика, информационные и коммуникационные технологии оказывают существенное влияние на мировоззрение и стиль жизни современного человека. Общество, в котором решающую роль играют информационные процессы, свойства информации, информационные и коммуникационные технологии, – реальность настоящего времени.
Информатика имеет очень большое и все возрастающее число междисциплинарных связей, причем как на уровне понятийного аппарата, так и на уровне инструментария. Можно сказать, что она представляет собой метадисциплину, имеющую общенаучный язык, своеобразную познавательную «латынь».
Особого внимания заслуживают междисциплинарные связи математики и информатики. Эти дисциплины не являются конкурирующими (например, на почве компьютерного доказательства теорем или использования математических пакетов). При этом информатика не является частью математики, хотя ряд понятий может быть одновременно отнесен к компетенции обеих дисциплин. Более продуктивно рассматривать математику и информатику как дисциплины, в определенной мере дополняющие друг друга. Например, рациональные числа в математике – это ступень к действительным числам. Для информатики интерес представляют именно рациональные числа.
В информатике формируются многие виды деятельности, которые имеют общедисциплинарный характер: моделирование объектов и процессов, сбор, хранение, преобразование и передача информации, управление объектами и процессами. Особенность информатики заключается в том, что значительная часть этой деятельности может быть осуществлена с помощью компьютерных инструментов.
Школьный курс информатики отражает все перечисленные аспекты:
-
сущность информатики как научной дисциплины, изучающей закономерности протекания информационных процессов в различных средах (системах);
-
основные области применения информатики, прежде всего информационные и коммуникационные технологии, управление и социальная сфера;
-
междисциплинарный характер информатики и информационной деятельности.
Информатика еще не оформилась как дедуктивная теория, тем не менее в процессе преподавания этой дисциплины сложились вполне определенная система понятий и логика их развития: от информационных процессов как феномена реальности к информационным моделям как инструменту познания этого феномена с переходом на области применения полученных знаний.
Принципиально важную роль в информатике играет понятие информационной модели, которая одновременно является инструментом познания, средством планирования практической деятельности, в частности с применением компьютера, и механизмом реализации межпредметных связей информатики.
Понятийный аппарат информатики целесообразно разделить на три концентра:
-
понятия, связанные с описанием информационного процесса;
-
понятия, раскрывающие суть информационного моделирования;
-
понятия, характеризующие применение информатики в различных областях, прежде всего технологиях, управлении, социально-экономической сфере.
Основные цели изучения информатики в школе:
-
освоение знаний, составляющих основу научных представлений об информации, информационных процессах, системах, технологиях и моделях;
-
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;
-
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;
-
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.
Достижение указанных целей в полном объеме возможно в том случае, если в рамках образовательного процесса и самостоятельной работы учащимся обеспечен доступ к средствам информационных и коммуникационных технологий.
Содержание
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ
Системы, образованные взаимодействующими элементами, состояния элементов, сигналы. Управление, обратная связь, устойчивость. Информация, информационные объекты различных видов (символы, звуки, изображения
и др.). Универсальность дискретного (цифрового, в том числе двоичного) представления информации, точность представления. Единицы измерения количества информации. Сжатие информации.
Процесс передачи информации, источник и приемник информации, кодирование и декодирование, искажение информации при передаче, скорость передачи информации.
Хранение, передача, обработка информации в социальных, биологических и технических системах. Восприятие, запоминание, преобразование, передача информации живыми организмами, человеком.
ЦЕННОСТЬ ИНФОРМАЦИИ
Язык как способ представления информации: естественные и формальные языки, семантика. Формализация описания и моделирование реальных объектов и процессов. Формализация задачи. Компьютерное моделирование.
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ
Преобразование информации по формальным правилам. Алгоритмы. Способы записи алгоритмов; блок-схемы. Логические значения, операции, выражения. Алгоритмические конструкции (имена, ветвление, циклы). Разбиение задачи на подзадачи, вспомогательные алгоритмы. Обрабатываемые объекты: цепочки символов, числа, списки, деревья, графы. Алгоритмы: Евклида, перевода из десятичной системы счисления в двоичную и обратно, примеры алгоритмов сортировки, перебора (построения выигрышной стратегии в дереве игры).
Вычислимые функции, формализация понятия вычислимой функции, полнота формализации. Сложность вычисления и сложность информационного объекта. Несуществование алгоритмов, проблема перебора.
УСТРОЙСТВО И ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПЬЮТЕРА. ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА
Компьютер как универсальное устройство обработки информации. Основные компоненты компьютера и их функции: процессор, память, внешние устройства, оперативная память, кэш-память, внешняя память.
Логические схемы и их физическая (электронная) реализация, интегральные схемы. Программный принцип работы компьютера, адрес, состояние процессора, машинная команда, машинная программа, шины данных и команд, разрядность, быстродействие.
Взаимодействие пользователя с компьютером. Внешние устройства компьютера: клавиатуры (в том числе музыкальная), мышь и другие манипуляторы (графическая панель), сканер, видеокамера, микрофон, цифровые датчики и другие устройства ввода, монитор, проектор, принтер и другие устройства вывода, устройства, управляемые компьютером, модем. Дискретная (цифровая) структура ввода и вывода.
Компьютерные сети, распределенные вычисления, повсеместная вычислительная среда. Состав и функции программного обеспечения: операционные системы, системы программирования, общепользовательское и профессиональное программное обеспечение.
Языки программирования, реализация алгоритмов. Представление о программировании, этапы разработки программ: проектирование, кодирование, отладка; жизненный цикл программы.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Соединение блоков и устройств компьютера, других средств ИКТ, простейшие операции (включение и выключение, понимание сигналов о готовности и неполадке и т. д.), использование различных носителей информации (магнитных, оптических, полупроводниковых), расходных материалов. Гигиенические, эргономические и технические условия эксплуатации средств ИКТ.
Оперирование компьютерными информационными объектами в наглядно-графической форме (графический пользовательский интерфейс): создание, именование, сохранение, удаление объектов, организация их семейств. Сжатие информации, архивирование и разархивирование. Компьютерные вирусы. Защита информации.
Оценка количественных параметров информационных объектов и процессов: объем памяти, необходимый для хранения объектов, скорость передачи и обработки объектов, стоимость информационных продуктов, услуг связи.
Ввод информации
Ввод, запись средствами ИКТ информации об объектах и процессах окружающего мира (в том числе в обществоведении, естествознании, филологии, искусстве): изображений, звука, текстов (в том числе с использованием распознавания печатного, письменного и устного текста), музыки, результатов измерений и опросов.
Обработка информации
Обработка текстов (в том числе в обществоведении, естествознании, филологии). Создание структурированного текста посредством квалифицированного клавиатурного письма с использованием базовых средств текстового редактора. Ссылки. Выделение изменений. Проверка правописания, словари. Включение в текст графических и иных информационных объектов. Деловая переписка, учебная публикация, коллективная работа.
Обработка изображений (в том числе в искусстве, технологии)
Обработка звука и видеоизображения (в том числе в языках, искусстве; проектной деятельности в различных областях).
Использование готовых шаблонов и библиотек готовых объектов.
Организация и поиск информации
Поиск информации (в том числе в обществоведении, естествознании, языках) в тексте, файловой системе, базе данных, Интернете. Компьютерные и некомпьютерные энциклопедии, справочники, каталоги, иные источники информации, поисковые машины. Создание записей в базе.
Проектирование, моделирование, управление
Создание и обработка чертежей, диаграмм, планов, карт, двумерная и трехмерная графика (в том числе в черчении, технологии, искусстве, географии, естествознании, экономике), использование стандартных графических объектов.
Управляемые компьютером устройства (в технологии)
Обработка цифровых данных (в том числе в естествознании, обществознании). Динамическая (электронная) таблица как средство моделирования. Ввод информации (в том числе формул) в таблицу, переход к графическому представлению.
Виртуальные лаборатории (в том числе в математике и естествознании).
Информационная среда коммуникации и взаимодействия
Создание и передача комплексных информационных объектов в виде печатного текста, веб-страницы, презентации (в том числе в языках, обществознании, естествознании).
Организация знаний и взаимодействия в информационной среде: электронная переписка, чат, форум, телеконференция, сайт, база знаний.
Информационные и коммуникационные технологии в обществе
Основные этапы развития информационных технологий.
Приложения ИКТ: связь (сотовая и интернет-телефония и др.), информационные услуги (Интернет, СМИ), моделирование (прогноз погоды), проектирование (САПР), управление (производство, транспорт, планирование операций), анализ данных (томография), образование (дистанционное обучение, образовательные источники и инструменты, проектная деятельность), искусство и развлечения (анимация, игры).
Личная информация. Информационная безопасность, избирательность, этика и право.
|