ОБ ОБЩЕМ НАПРАВЛЕНИИ IT-ОБРАЗОВАНИЯ И ЕГО ВЛИЯНИИ НА СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ

Еремин Евгений Александрович (eremin@pspu.ac.ru)
к.ф.-м.н., доцент
Пермский государственный педагогический университет, Пермь

Аннотация
Рассматривается проблема отбора материала для IT-образования в связи с его общей стратегической ориентацией. Подчеркивается необходимость сохранения изучения классических вопросов, связанных с фундаментальными принципами устройства и функционирования компьютера, особенно в свете последних изменений отношения к применению компьютера. Предложены авторские идеи по изучению обсуждаемой тематики.

About general direction in IT-education and its influence on learning contents

Eremin Evgeny (eremin@pspu.ac.ru)
Perm State Pedagogical University, Perm, Russia

Annotation
Report discusses the problem of material's selection for IT-education according to its general strategic orientation. The necessity of retention of classical questions, connected with fundamental principles of computer organization and functioning is emphasized, especially through the last changes in attitude to computer usage. Author's ideas to study these topics are offered.

Материал, изучаемый по IT-дисциплинам, постоянно меняется и совершенствуется; это одна из наиболее динамично развивающихся областей образования. Помимо естественного обновления содержания, которое объективно отражает прогресс в бурно меняющейся предметной области, существует и более субъективная составляющая: она связана с общим направлением образования и стратегическим отбором материала, который подлежит изучению. Эта сторона происходящих в последнее время изменений вызывает у автора глубокую озабоченность.

Известно, что первоначальную базовую IT-подготовку получают в средней школе. Казалось бы, это самостоятельная область и она не затрагивает непосредственно высшего образования. Тем не менее, это не совсем так, поскольку изучение специализированных IT-дисциплин строится на базе тех фундаментальных представлений, которые уже сложились у студентов ранее - в школьном возрасте, когда процесс познания в силу возрастных особенностей идет очень интенсивно. Таким образом, содержание школьного курса информатики, который образует фундамент для дальнейшей IT-подготовки в вузе, не может быть безразлично вузовскому сообществу.

Проследим за изменением "основного вектора" в направлении школьной информатики с целью понять, на что мы можем рассчитывать, планируя подготовку студентов. Информатика как отдельный предмет, который готовит учеников к грамотному применению вычислительной техники (ВТ) была создана в 1985 году [1]. У ее истоков стоял академик А.П. Ершов, много времени и сил отдавший выработке стратегического направления образования в данной области. Первоначальная направленность предмета строилась в соответствии с провозглашенным принципом "программирование - вторая грамотность". Дальнейшее развитие ВТ и программного обеспечения (ПО) привело к смене подхода на так называемый пользовательский, в результате чего непосредственная необходимость в программировании утратилась (роль понимания программирования как основы логики функционирования компьютера признается не всеми). В результате таких перемен центральным ПО в школе стало офисное. Вектор повернулся от знакомства с основами программирования к освоению пользовательского интерфейса. Во многом этот поворот привел к примитивизации стартовой IT-подготовки, в предельных случаях сводя ее к умению набирать тексты и делать линейные презентации (кстати, учащиеся часто осваивают все это дома, что осложняет проведение уроков в школе). В то же время, в лучших учебниках, например, [2], материал излагается весьма систематично и продумано, что позволяет хорошему учителю подняться над стихийным освоением отдельных пунктов меню. Но и новый вектор не закрепился: в настоящий момент происходит еще один его разворот в сторону так называемой фундаментализации. В частности, на это ориентированы новые Стандарты общего образования по информатике и информационным технологиям [3], которые требуют сместить центр изучения с практических IT-технологий к их фундаментальным (фактически философским) основам. "Информатика - фундаментальная дисциплина, которая изучает информационные процессы, происходящие в системах различной природы, а также возможность их автоматизации. … Умение работать с информацией предполагает знание основных закономерностей протекания информационных процессов, которое, в свою очередь, основывается на философском осмыслении феномена информации." [4, 5].

Все кратко перечисленные повороты в стратегических целях IT-подготовки не могут не вызывать определенного беспокойства. Без сомнения изменения необходимы, но не надо забывать русскую пословицу по поводу слива воды при купании ребенка. Дело в том, что с отходом от массового преподавания программирования происходит постепенное вытеснение учебного материала, связанного с описанием логики работы компьютера. Принцип "черного ящика" становится воинствующим, т.е. необходимость каких-либо знаний о принципах его функционирования полностью отрицается. Тем не менее, по настоящему грамотное использование машинной графики или файловой системы компьютера без минимальных сведений об устройстве ВТ весьма проблематично. Более того, отрыв от изучения основ архитектуры ВТ может порой приводить к неверному толкованию даже самых общих процессов обработки информации. Вот цитата из вузовского учебника по методике преподавания информатики [6]. "Иногда структурную схему ЭВМ изображают иначе: информационные потоки, идущие от устройств ввода к устройствам вывода, связывают не с внутренней памятью, а с процессором. С точки зрения маршрута движения информации в компьютере, это справедливо. Действительно, все операции в компьютере, в том числе и ввод-вывод, производятся с участием регистров процессора. Схема на рис. 9.1 отражает скорее не маршруты, а цели (результаты) процессов информационного обмена в компьютере. Результатом ввода является запись данных в оперативную память. На устройства вывода выносится информация из оперативной памяти. Из рис. 9.1 ясно видно, что, например, нельзя вывести данные непосредственно во внешнюю память, минуя внутреннюю. Именно эти положения должны быть поняты учениками при изучении работы компьютера." Попробуйте школьнику, усвоившему подход о движении информации с клавиатуры непосредственно в память, объяснить в вузе, скажем, идеи распознавания кода нажатой клавиши с учетом текущего состояния регистра!

Таким образом, совершенствование IT-образования не должно сопровождаться полным исключением из рассмотрения принципов устройства и работы компьютера. Попутно подчеркнем, что наиболее общие из них не подвержены ежегодным изменениям, что как раз свидетельствует в пользу включения в содержание учебного курса. Вспомним в качестве примера классический отчет [7], написанный в 1946 году: большая часть его фундаментальных положений актуальна и в наши дни - не случайно полный текст этой неувядающей работы выложен на сайте Microsoft. Анализ содержания зарубежного образования в рассматриваемой области [8, 9] также подтверждает сформулированный выше тезис о важности классических основ информатики.

По мнению автора, вузовскому сообществу следует проявить внимание к состоянию начального IT-образования. Возможно, стоит проанализировать под этим углом содержание вузовских курсов и сформулировать рекомендации по тому материалу, который обязательно должен быть включен в общеобразовательные компьютерные курсы.

В качестве конструктивной части предлагаю разработанные варианты изложения рассматриваемого материала [10, 11], которые предназначены для использования в ознакомительных курсах. В книге [10], в частности, важную роль играют специально разработанные "любопытные эксперименты", позволяющие на собственном опыте убедиться в справедливости изученных фундаментальных сведений.

Литература

1. Основы информатики и вычислительной техники: Проб. учеб. пособие для сред. учеб. заведений. В 2-х ч. / Под ред. А.П. Ершова и В.М. Монахова. М.: Просвещение, 1985
2. Шафрин Ю.А. Информационные технологии. В 2-х ч. М.: Бином, Лаборатория знаний, 2003
3. Пакет документов Министерства образования РФ. Информатика и образование, 2004, N 4, с.2-35
4. Бешенков С.А., Ракитина Е.А. Информатика. Систематический курс: Учебник для 10-го класса. М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2004, 432 с
5. Кузнецов А. А., Бешенков С. А., Ракитина Е. А., Матвеева Н. В., Милохина Л. В. Непрерывный курс информатики (концепция, система модулей, типовая программа). Информатика и образование, 2005, N 1, с.15-25
6. Методика преподавания информатики. Учеб. пособие для студ. пед. вузов / Под общей ред. М.П. Лапчика. М.: "Академия", 2001, 624 с
7. Burks A.W., Goldstine H.H., von Neumann J. Preliminary discussion of the logical design of an electronic computing instrument. Report to US Army Ordnance Department, 1946. http://research.microsoft.com/users/gbell/Computer_Structures__Readings_and_Examples/00000112.htm
8. Final report of the Joint ACM/IEEE-CS Task Force on Computing Curricula 2001 for Computer Science. http://www.acm.org/education/curricula.html#cc2001-fr
9. Computing Curricula: 2005 Overview report. http://www.acm.org/education/curricula.html#CC2005
10. Еремин Е.А. Популярные лекции об устройстве компьютера. СПб.: BHV-Петербург, 2003, 272 с
11. Еремин Е.А. Развитие принципов фоннеймановской архитектуры (от "Предварительного рассмотрения…" до современных достижений). Информатика "Первое сентября", 2004, N 24, с. 1-32