Основным объектом изучения в информатике является информация, а основной задачей курса информатики – формирование умения работать с ней. Обучение по своей сути является информационным процессом, протекающим в условиях учебно-информационной среды. Обучаемые на основе восприятия учебной информации (знакомство с новым материалом) должны понять ее (т.е. осознать, истолковать, создать внутреннее представление), запомнить (либо включить в структуру знания, либо создать метаинормацию), обработать (анализировать, синтезировать, сравнивать, обобщать, классифицировать), использовать (непосредственно при решении учебных задач, в прогнозировании результатов деятельности). Методам запоминания, обработки и использования информации современная школа обучает (эти вопросы хорошо проработаны в дидактике), а организация восприятия и понимания информации в условиях классно-урочной системы является достаточно сложной проблемой, так как требует учета индивидуальных особенностей обучаемых. До применения компьютеров в процессе обучения именно учитель должен был учитывать индивидуальные особенности учащихся, хотя в силу организации учебного процесса достаточно трудно обеспечить индивидуальное консультирование каждому ученику в нужное время. Компьютер обладает значительными дидактическими возможностями; он дает учителю средство, позволяющее так организовать процесс обучения, чтобы индивидуальные особенности учитывались самими учащимися. Для этого необходимо создать и специальным образом организовать учебно-информационную среду.
Владение понятийным аппаратом в большей степени определяет понимание учебного материала и его использование для решения прикладных задач.
Каждое новое понятие должно быть четко определено, необходимо для раскрытия сути изучаемого явления (учитывая высокую информационную нагрузку учащихся), кроме того, должны быть определены связи данного понятия с другими понятиями, как уже введенными, так и неизвестными учащимся.
Графическое представление структуры системы понятий является, на наш взгляд, наиболее наглядным. Опыт показывает, что простое описание или табличное представление обладает гораздо меньшей дидактической ценностью. Структуру системы понятий можно изобразить в виде дерева, в виде решетки с горизонтальными и вертикальными связями, в виде “паутинки”. Разработать такое графическое представление достаточно трудно, так как необходимо учитывать многие дополнительные требования, а именно:
- граф должен быть “легко читаемым” для облегчения его восприятия;
- при построении графа должно учитываться известное в психологии число 7±2, т.е. число элементов в каждом уровне, число подуровней и т.п. должно быть от 5 до 9 для лучшего запоминания;
- граф должен быть красивым, т.е. вызывать положительную эмоциональную окраску восприятия;
- граф должен раскрывать суть связей в научном явлении, а не только их наличие и т.д.
Рассмотрение любого понятия как ключевого слова на логической схеме понятий можно начать с произвольного места на любом уровне в зависимости от особенностей восприятия информации. Так как изучение может быть начато с любого уровня данной схемы, то каждое ключевое слово является одновременно целым и частью в зависимости от познавательной потребности личности. Таким образом, учащимся дается возможность структурировать учебную информацию с целью ее встраивания в субъективную модель знаний при условии формирования личной значимости используемой информации.
Рассмотри построение логической схемы понятий темы “Информация и информационные процессы” и возможную методику ее применения при организации занятий.
Ключевым понятие здесь является понятие “информация”. Важно, чтобы у учащихся было сформировано системное видение информации. Информация существует вне нас, она нам дана как объективная реальность, поэтому существуют различные подходы к определению понятия “информация” в зависимости от области знаний. В то же время информацию мы получаем через информационный процесс, т.е. информация субъективна. Информационные процессы опосредованы целями поиска, хранения, защиты, передачи, обработки, использования информации.
Любое ключевое слово, например, ключевое слово первого уровня “информация”, необходимо рассматривать с учащимися как логически неделимую единицу информации. С другой стороны, ключевое слово имеет свои параметры. Каждый из параметров есть в то же время ключевое слово второго уровня. Для ключевого слова “информация” параметрами являются ключевые слова “определение”, “свойства”, “виды”, “информационные процессы” и т.д. Каждый параметр имеет характеристики, которые являются ключевыми словами третьего уровня. Для ключевого слова “информационные процессы” характеристиками являются ключевые слова “поиск”, “хранение”, “защита” и т.д.
Подобные схемы могут использоваться при изучении любых тем курса информатики, в том числе и таких “математизированных”, как “Арифметические основы ЭВМ. Системы счисления”.
Проблемы, с которыми сталкивается учитель в процессе преподавания данной темы:
- непонимание учащимися смысла основных понятий изучаемой темы (“система счисления”, “основание систем счисления”, “знание числа” и “изображение числа”, “позиционный принцип”);
- сложность математического аппарата, требующая достаточного времени на его овладение, которое в 2-3 раза больше, чем отведенные по программе 6-8 часов;
- непонимание того, где можно практически применить полученные знания.
Для того чтобы изучение темы стало личностно значимым для обучаемых, следует так организовать поле передачи и восприятия информации, чтобы учащиеся осознали практическую значимость результатов, почувствовали, что работа интересна и посильна для них. Как показала педагогическая практика, такой подход, обеспечивает возникновение положительного настроя обучаемых и их стремление активно выполнять предлагаемые учебные действия.
Исходя из положения, что понимание всегда диалогично, на всех этапах предлагаемой методики мы так организуем обучение, чтобы учащийся всегда находился в “состоянии диалога” с учителем, с компьютерной программой, с самим собой. Практика показала, что в основе трудности восприятия темы “Арифметические основы ЭВМ. Системы счисления” лежит несформированность у обучаемых понятия “число”. Активность позиции учащегося возникает лишь в том случае, если он осознает суть данного понятия.
Организация поля передачи и восприятия нового теоретического материала по данной теме первоначально происходит в рамках проблемного диалога на основе опорного конспекта, предоставленного учащимся в начале урока. Цель диалога – выявить ассоциации и отношение учащихся к данному понятию, на основе которых выделить и сформулировать формальные признаки модели понятия “число”, которая необходима учителю на данном этапе изучения темы. На этом этапе учащимся предъявляется проблема. Познавательная, информационная или научная часть проблемы связана с постановкой вопросов следующего вида: как вы думаете, что означает словосочетание “система счисления”? Отличаются ли чем-нибудь понятия “число” и “количество”? Сколько знаков входит в запись числа 1997? Можно ли записать это число, используя для его записи только один знак, и как это сделать? Ответы на поставленные вопросы способствуют активизации деятельности и не оставляют равнодушным никого, поскольку каждый принимает чью-то позицию либо объявляет свою.
Результатом диалога является разработанная при активном участии учащихся логическая схема основных понятий.