Избранные материалы совместного семинара
ИПИ РАН и ИНИОН РАН
«Методологические проблемы наук об информации»

Курс информатики в современной школе

Доклад на 7-м заседании семинара «Методологические проблемы наук об информации» (Москва, ИНИОН РАН, 21 мая 2012 г.)

Сергей Александрович Бешенков, д.ф.-м. н., д.п.н., проф., зав. Лабораторией дидактики информатики Института содержания и методов обучения (ИСМО) РАО.

Ирина ИсааковнаТрубина, д.п.н., проф., вед. науч. сотр. Лаборатории дидактики информатики ИСМО РАО.

Этери Викторовна Миндзаева, к.п.н., ст. науч. сотр. Лаборатории дидактики информатики ИСМО РАО.  

Содержание

-1. Аннотация
0. Введение
1. Компьютерная грамотность
2. Общеобразовательный предмет естественнонаучного цикла
3. Информатика как «метапредмет»
4. Заключение
5. Литература
6. Послесловие  

Аннотация.  ⇑ 

Общеобразовательный обязательный курс информатики существует в
отечественной школе более 25 лет – с 1985 г. За это время его содержание
получило значительное развитие, полностью изменившее первоначальные
представления о его роли в системе школьных предметов. Это явилось
отражением изменения представлений о месте информатики в системе науки
и в структуре общего образования. Однако в силу известного
психологического эффекта (влияние на сознание и деятельность людей
броских лозунгов, известных фамилий, модных брендов и др.) у многих
людей, в том числе причастных к принятию решений, информатика
ассоциируется главным образом с шумной кампанией 1980-х гг. по
обеспечению «компьютерной грамотности» и постоянно воспроизводимым
словосочетанием «информационные и коммуникационные технологии».

В докладе показывается, что представляет собой современный
общеобразовательный курс информатики, и каковы перспективы его
развития в свете задач, стоящих перед современным образованием.. 

Введение.  ⇑ 

Общую объективную тенденцию развития курса информатики как обязательного школьного предмета за четверть века можно выразить так: «от компьютерной грамотности к общеобразовательному предмету, от общеобразовательного предмета к «метапредмету».

Рассмотрим последовательно компоненты названной триады.  

1. Компьютерная грамотность.  ⇑ 

1.1. Формальным поводом закрепления информатики как обязательного школьного предмета стало Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР 1984 г. «Об обеспечении компьютерной грамотности молодежи». Наполнение этого термина конкретным содержанием и выстраивание системы обеспечения «компьютерной грамотности» было поручено нескольким научным коллективам, в том числе и НИИСиМО (Научноисследовательский институт содержания и методов обучения АПН СССР, в настоящее время – ИСМО РАО). Основным идеологом школьной информатики в этот период стал академик А.П. Ершов (1931-1988). Его личность и идеи оказали существенное влияние на последующее развитие курса информатики. Итог этого влияния трудно оценить однозначно. С одной стороны, информатика получила мощный импульс для своего развития, с другой – ее ориентация на алгоритмизацию, программирование, освоение компьютеров далеко не полностью отвечала целям общего образования.

Вопреки распространенному мнению о «творческом потенциале компьютера», освоение алгоритмов и в особенности современных программных средств во многом способствует развитию шаблонного мышления. В результате границы мира учащегося приближаются к границам возможностей среды Windows или какой-либо иной среды компьютерной деятельности. Обучение навыкам алгоритмизации имеет непреходящее значение для развития мышления. Но преподавать информатику исключительно в подобном «формате» – значит лишать школьников будущего, поскольку всякая по-настоящему человеческая деятельность не укладывается в шаблоны.

Об этом ярко и парадоксально сказал современный математик и философ В.Н. Тростников: «...на самом деле жизнь не подчинена никакой логике; она противоположна алгоритму! Возьмем то, что противоречит любой логике, – юмор, дурачество, остроты. Известно, что чем человек умнее, сильнее, жизнеспособнее, тем больше он ценит эти вещи, – по-видимому, как раз за нелогичность... Сигнал «я распоряжаюсь алгоритмами, а не они мною» мгновенно схватывается другой живой душой... Капризная и кокетливая женщина, о которой не знаешь, шутит она или говорит правду... показывает, что она личность, хозяйка над логикой, а не ее раба...» [16, с. 329].

Тем не менее, алгоритмы составляют важную часть нашей жизни. В противовес мнению В.Н. Тростникова, можно привести мысль известного математика ХХ века А. Уайтхеда о том, что развитие цивилизации определяется количеством созданных алгоритмов [19].

В обоих высказываниях содержится правда, поэтому изучение алгоритмов и программирования, на наш взгляд, целесообразно осуществлять, основываясь на «золотой середине» между крайними точками зрения.

1.2. Постепенно компьютерная грамотность стала ассоциироваться с информационными технологиями, которые большинству людей и представляются сутью информатики. Чтобы лучше понять смысл заключенной здесь проблемы, вначале вкратце остановимся на соотношении науки и технологии. Современная наука, т.е. наука Нового времени, возникла около 400 лет назад и отличается от античной созерцательной науки именно своей прагматической направленностью, технологичностью. Например, исключительную популярность в XVI-XVII вв. получила идея «всеобщей математики» (mathesis universalis), которая получила дальнейшее развитие в трудах Г.В. Лейбница, а позднее стала краеугольным камнем математической логики. В соединении с принципом символического исчисления (заметим, также вполне «технологическим») она стала одной из основ информатики. Примечательно высказывание одного из идеологов науки Нового времени Т. Гоббса: «Знание есть только путь к силе. Теоремы (которые в геометрии являются путем исследования) служат только решению проблем. И всякое умозрение, в конечном счете, имеет целью какое-нибудь действие или практический успех» [7, с. 77]. Аналогичным образом оценивали западноевропейскую науку крупнейшие мыслители XX в. М. Хайдеггер и К. Ясперс. Современное естественнонаучное и математическое образование, основываясь на традициях новоевропейской науки, целиком воспринимает и ее технологичность. Например, в школьном курсе математики подчеркивается важность освоения различных алгоритмов: алгоритма Евклида, алгоритма деления отрезка на две равные части и т.д. В курс химии включено описание различных технологий: производства аммиака, чугуна, стали и других веществ. Таким образом, изучение основ наук как таковых – это уже во многом изучение основ различных технологий. Разумеется, не менее важную роль играет при этом и формирование научного мировоззрения. Однако оно ни в коей мере не является «оторванной от жизни» теорией.

Что касается «информационных технологий», те из них, которые присутствуют в большинстве учебников и учебных пособий, вовсе таковыми не являются. В действительности это не технологии (последовательности операций, которые должны привести исполнителей к заданному результату), а программные средства информатизации.  

2. Общеобразовательный предмет естественнонаучного цикла.  ⇑ 

Переход курса информатики в качественно новое состояние в середине 1990-х гг. был обусловлен двумя причинами:

• дальнейшим развитием самой информатики, главным вектором которого стала ее «фундаментализация»;
• необходимостью реализации системного принципа В.С. Леднева, согласно которому содержание общеобразовательного предмета определяется совокупной структурой предмета обучения и структурой обобщенной (инвариантной) деятельности человека.

Иными словами было необходимо вернуть информатику к общеобразовательным традициям, заложенным еще в 1960-70 гг. Согласно концепции академика РАО В.С. Леднева (1932-2004)*Леднев Вадим Семенович (1932-2004) – педагог, академик РАО (с 1992), чл.-корр. АПН АН СССР (с 1990), д.п.н. (1981), проф. (1982). Окончил Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства в 1955 г. Преподавал в школелаборатории при МГПИ (1961-65), с 1965 г. работал в учреждениях АПН. В 1988-92 гг.- директор ШОТСО, в 1992-95 гг. – директор Института общеобразовательной школы. В 1992-93 гг. – академик-организатор Отделения общего среднего образования РАО. В начале 1960-х гг. обосновал возможность включения в общее образование курса основ кибернетики, разработал концепцию и содержание курса. Исследования по проблемам содержания образования, дидактике. Соч.: Об изучении элементов кибернетики и автоматики в средней школе. – M., 1962; Начала кибернетики. – M., 1967; Классификация наук. – M., 1971; Содержание общего среднего образования. – M., 1980; Содержание образования. – M., 1989; Структура педагогической науки. – M., 1991; Содержание образования сущность, структура, перспективы. – M., 1992; Структура научного знания. – M., 1995 и др., содержание образования определяется двумя детерминантами: структурой деятельности и структурой объекта изучения, которым является окружающая действительность [10, с. 23]. Поэтому возникновение в системе школьного образования нового общеобразовательного курса всегда подчиняется объективным закономерностям. Это было блестяще доказано самим В.С. Ледневым, еще в 1961 г. обосновавшим необходимость введения в школу общего кибернетического образования. Такое образование должно было включить в себя изучение соответствующего общеобразовательного курса наряду с изучением информационных процессов и управления в рамках других школьных дисциплин.

Согласно устоявшейся точке зрения, информатика является фундаментальной естественнонаучной дисциплиной, изучающей закономерности протекания информационных процессов в системах различной природы, а также методы и средства автоматизации этих процессов.

Понимание информатики как естественнонаучной дисциплины привносит в нее определенную логику, отражающую основные компоненты познания:

• предмет познания (феномен);
• инструмент познания (модель);
• область применения (где используются результаты познания).

Исследования, проведенные в Лаборатории дидактики информатики ИСМО РАО, позволили раскрыть содержание названной триады по отношению к информатике. Было показано, что основным феноменом, отражающим информационный компонент реальности, являются информационные процессы, основным инструментом познания – информационные модели, а областями применения, которые целесообразно рассматривать в рамках общеобразовательной школы – сферы управления, технологий, социума. Для основной школы (5-9 классы) такой подход представляется важным, поскольку именно в 7-9 классах формируются начала естественнонаучного мировоззрения на основе фундаментальных представлений о веществе, энергии и информации.

Именно этот подход был положен в основу Образовательного стандарта 2004 г. и реализован в ряде учебников и учебных пособий, созданных сотрудниками Лаборатории дидактики информатики (С.А. Бешенков, Н.В. Матвеева, Е.А. Ракитина, Э.В. Миндзаева, Г.М. Нурмухамедов и др.).

Особая роль в этом подходе отводилась информационным моделям. В решении практически любой задачи содержится этап моделирования. Более того, понятие модели является ключевым для всего процесса познания и человеческого бытия в целом. Так, например, в школьном курсе физики рассматривается много разнообразных уравнений, которые представляют собой модели изучаемых явлений или процессов. Понятие модели играет принципиально важную роль даже в областях, казалось бы, далеких от физики, химии, информатики. Например, Смысл такого литературного жанра, как басня или притча состоит в переносе реальных отношений между людьми на отношения между животными или вымышленными персонажами. Справедливо было бы сказать, что всякое литературное произведение может рассматриваться как информационная модель, ибо она фокусирует внимание читателя на определенных сторонах человеческой жизни.

Информационные модели создают основу для качественного перехода общеобразовательного курса информатики в ранг «метапредмета». Поскольку исследования в этом направлении только начинаются, а его результаты, по-видимому, будут представлять интерес и для других школьных предметов, рассмотрим это новое качество информатики более подробно.

Заметим, что существует определенная сложность в понимании смысла самого термина «метапредметность». Префикс «мета» традиционно означает рекурсивное и рефлексивное применение соответствующего понятия (например, «метатеория» – теория, анализирующая структуру и методы какой-либо другой теории, «метаязык» – язык, на котором осуществляется рассмотрение какого-либо другого языка и т.д.). Поэтому «метапредметность» означает нечто совершенно иное чем «надпредметность» или «общепредметность» (термины Федерального государственного образовательного стандарта). На наш взгляд, вопрос требует более глубокого осмысления, поэтому в рамках данного текста мы будем опираться на интуитивное понимание «метапредметности».  

3. Информатика как «метапредмет».  ⇑ 

Видение информатики как технологической и естественнонаучной дисциплины далеко не исчерпывает ее образовательного потенциала. Напротив, как показывают многочисленные философские, социологические и педагогические исследования, информатика отражает наиболее существенные и важные черты современной цивилизации.

Одну из важнейших тенденций нашего времени можно обобщенно выразить термином «виртуализация». Его суть заключается в том, что приблизительно с начала 1920-х гг. стал активно конструироваться искусственный универсум, имеющий часто противоречивое отношение к реальному миру. Теоретической основой подобных конструкций явилась возможность принципиального разделения знака и обозначаемого им предмета. «Мысль одно, дело другое, образ действия третье – между ними колесо причинности не вертится» – так в свое время иллюстрировал эту мысль Ф. Ницше [13, с. 16]. Позже был сформулирован «основной тезис формализации», который позволяет осмыслить процессы виртуализации с теоретической точки зрения [2, с. 62].

Знаки и составленные из них тексты приобрели в ХХ в. решающее значение для науки, культуры и человеческой жизни в целом. Сегодня человек практически полностью погружен в мир знаков и текстов, которые являются умозрительными (и далеко не всегда позитивными) конструкциями, имеющими весьма слабые связи с реальностью в широком понимании этого слова. В результате человек часто не знает и не понимает окружающего мира, прежде всего мира физической реальности. Следствием являются отчуждение человека от этой реальности, неспособность адекватно воспринимать природные феномены, а также факты культурной и общественной жизни.

Применительно к математике эту особенность информационной цивилизации охарактеризовал выдающийся математик современности академик В.И. Арнольд (1937-2010): «Продолжающаяся, как утверждают, 50 лет аксиоматизация и алгебраизация математики привела к неудобочитаемости столь большого числа математических текстов, что стала реальностью всегда угрожающая �