Структура информатики, основные особенности преподавания информатики в начальной школе

Информатика относится к предметам естественнонаучного (ЕН) цикла и, наряду с математикой, является фундаментальным ядром начального образования. Предметы ЕН цикла рассматриваются как целостная система сведений о мире, связях, отношениях, зависимостях и закономерностях окружающей действительности. Представление информации в УМК ЕН цикла опирается на общие категории, универсальные методы познания и формализации знаний, межпредметные связи, практическую направленность знаний с опорой на актуальный опыт ребёнка. Информатика и математика вносят большой вклад в формирование у учащихся целостного ЕН мировоззрения, в развитие потребности к познанию и в формирование их системного опыта как познавательной деятельности, так и практического применения знаний и умений, то есть УМК по информатике отличается системным представлением учебной информации. При этом происходит:

• — Поэтапное формирование понятий «информация», «система», «алгоритм» и других важных представлений.
• — Развитие системных представлений на основе усвоения школьниками представлений о связях и отношениях объектов реальной действительности между собой и возникающих при этом системных эффектах.
• — Формирование алгоритмического похода к решению текстовых задач, что является наиболее значимой проблемой в процессе обучения в старших классах.
• — Единство и согласованность «по горизонтали» и «вертикали» с другими дисциплинами используемого в УМК учебного материала (межпредметная интеграция).
• — Практическая направленность знаний с опорой на актуальный опыт ребенка работы с информацией (ее анализ, синтез и разные способы поиска, хранения, обработки и передачи).

Моделирование как универсальный метод познавательной деятельности является одной их тем содержания информатики в начальной школе. Представление информации в УМК осуществляется в сочетании методовиндукции (от реальных объектов и явлений к их формализованному описанию и построению информационных и математических моделей) и дедукции (от построения/изучения моделей на уровне концептуальных систем понятий к реальным объектам и явлениям).

Операционно-деятельностный компонент УМК «Информатика» включает в себя задания, формирующие исследовательские и проектные умения. Так, осуществляется формирование и развитие умения наблюдать и анализировать объекты (предметы, процессы и явления), выделять их свойства, обобщать необходимые данные, формулировать проблему, выдвигать и проверять гипотезу, синтезировать получаемые знания в форме математических и информационных моделей, самостоятельно осуществлять планирование и прогнозирование своих практических действий. В результате чего, происходит усвоение учащимися универсальной логики познания, развитие общих интеллектуальных умений, приобретение опыта организации познавательной, исследовательской и проектной деятельности, развитие потребности в самообразовании и многое другое. В частности, происходит формирование и развитие понятий «модель», «моделирование», овладение общими средствами информационного и математического моделирования. При организации компьютерного практикума осуществляется использование общих средств информационного и математического моделирования в организации исследования информационных объектов и при создании компьютерных проектов.

Компоненты УМК направлены на обогащение ментального опыта учащегося. Форма представления учебных материалов обеспечивает развитие когнитивного, метакогнитивного и интенционального опыта учащихся.

Под когнитивным опытом мы подразумеваем психические механизмы, отвечающие за эффективную переработку информации, в том числе: способы кодирования информации, когнитивные схемы, семантические и понятийные структуры.

Под метакогнитивным опытом — психические механизмы, обеспечивающие управление собственной интеллектуальной деятельностью, в том числе непроизвольный и произвольный (осознанный) интеллектуальный контроль, открытую познавательную позицию ребенка.

Под интенциональным опытом мы понимаем психические механизмы, предопределяющие избирательность индивидуальных склонностей, в том числе интеллектуальные предпочтения, убеждения, умонастроения.

В результате в ходе обучения происходит реализация задач интеллектуального воспитания учащихся как формы организации учебного процесса и внешкольной деятельности, в рамках которой каждому ученику оказывается индивидуализированная педагогическая помощь с целью совершенствования его интеллектуальных возможностей.

В процессе создания УМК использовалась развернутая типологизация учебных текстов (модель) с примерами из математики (Холодная М.А.).

В УМК реализована индивидуализация обучения средствами учебного материала. Учет индивидуальных интеллектуальных различий учащихся в образовательном процессе требует сочетания типологически ориентированных форм представления содержания учебных материалов во всех компонентах УМК. В частности, при изложении учебного материала предусматривалось оптимальное сочетание вербального (словесно-семантического), образного (визуально-пространственного) и формального (символического) способов его изложения без нарушения единства и целостности представления учебной темы. Авторы [12] стремились средствами учебного материала разного типа учесть разнообразие познавательных стилей учащихся и обеспечить необходимым учебным материалом все возможные виды учебной деятельности. Это обеспечивает повышение успешности обучения учащихся с разным профилем интеллектуальных способностей и познавательных предпочтений младших школьников, чему в немалой мере способствует использование на уроках универсального средства работы с информацией — компьютера.

Опора на требования ФГОС осуществлялась посредством изложения содержания таким образом, чтобы УМК «Информатика» для 2−4 классов полностью соответствовал понятийному аппарату и функционально-деятельностным компонентам предмета.

Обучение информатике в начальной школе способствует формированию общеучебных умений, что в новом образовательном стандарте конкретизировано термином «универсальные учебные действия» (УУД). Под универсальными учебными действиями понимаются обобщенные способы действий, открывающие возможность широкой ориентации учащихся, как в различных предметных областях, так и в строении самой учебной деятельности, включая осознание учащимися ее целей, ценностно-смысловых и операциональных характеристик.

Формирование УУД происходит на любом уроке в начальной школе, но особенностью курса «Информатика» является целенаправленность формирования именно этих умений. К общим учебным умениям, навыкам и способам деятельности, которые формируются и развиваются в рамках курса «Информатика», относятся познавательная, организационная и рефлексивная деятельность.

Достижение «умения учиться» предполагает полноценное освоение всех компонентов учебной деятельности, которые включают:

• *учебные мотивы;
• *учебную цель;
• *учебную задачу;
• *учебные действия и операции (ориентировка, преобразование материала, контроль и оценка);
• *метапредметные учебные действия (умственные действия учащихся, направленные на анализ и управление своей познавательной деятельностью, будь то определение стратегии решения математической задачи, запоминание фактического материала по истории или планирование совместного с другими учащимися лабораторного эксперимента по физике или химии) [3, с. 39].

Виды УУД (блоки) — это личностный блок; регулятивный (включающий также действия саморегуляции); познавательный; коммуникативный.

В блок личностных универсальных учебных действий входят жизненное, личностное, профессиональное самоопределение.

Действие смыслообразования, т. е. установление учащимися связи между целью учебной деятельности и ее мотивом, другими словами, между результатом-продуктом учения, побуждающим деятельность, и тем, ради чего она осуществляется. Ученик должен задаваться вопросом о том, «какое значение, смысл имеет для меня учение», и уметь находить ответ на него.

Действие нравственно-этического оценивания усваиваемого содержания, исходя из социальных и личностных ценностей.

В блок регулятивных действий включаются действия, обеспечивающие организацию учащимся своей учебной деятельности:

• *целеполагание как постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно и усвоено учащимся, и того, что еще неизвестно;
• *планирование — определение последовательности промежуточных целей с учетом конечного результата, составление плана и последовательности действий;
• *прогнозирование — предвосхищение результата и уровня усвоения, его временных характеристик;
• *контроль в форме сличения способа действия и его результата с заданным эталоном с целью обнаружения отклонений и отличий от эталона;
• *коррекция — внесение необходимых дополнений и корректив в план и способ действия в случае расхождения эталона, реального действия и его продукта;
• *оценка — выделение и осознание учащимся того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, осознание качества и уровня усвоения;
• *способность к волевому усилию — к выбору в ситуации мотивационного конфликта, к преодолению препятствий [3, с. 58].

В познавательный блок включаются:

Общеучебные действия:

• — самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели;
• — поиск и выделение необходимой информации;
• — применение методов информационного поиска, в том числе с помощью компьютерных средств;
• — знаково-символические действия, включая моделирование (преобразование объекта из чувственной формы в модель, где выделены существенные характеристики объекта и преобразование модели с целью выявления общих законов, определяющих данную предметную область);
• — умение структурировать знания;
• — умение осознанно и произвольно строить речевое высказывание в устной и письменной форме;
• — рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности;
• — смысловое чтение как осмысление цели чтения и выбор вида чтения в зависимости от цели;
• — извлечение необходимой информации из прослушанных текстов различных жанров;
• — определение основной и второстепенной информации;
• — свободная ориентация и восприятие текстов художественного, научного, публицистического и официально-делового стилей; понимание и адекватная оценка языка средств массовой информации;
• — умение адекватно, подробно, сжато, выборочно передавать содержание текста;
• — умение составлять тексты различных жанров, соблюдая нормы построения текста (соответствие теме, жанру, стилю речи и др.).

Универсальные логические действия:

• — анализ объектов с целью выделения признаков (существенных, несущественных);
• — синтез как составление целого из частей, в том числе самостоятельно достраивая, восполняя недостающие компоненты;
• — выбор оснований и критериев для сравнения, сериации, классификации объектов;
• — подведение под понятия, выведение следствий;
• — установление причинно-следственных связей, построение логической цепи рассуждений;
• — выдвижение гипотез и их обоснование.

Действия постановки и решения проблем:

• — формулирование проблемы;
• — самостоятельное создание способов решения проблем творческого и поискового характера [3, с. 84].

В коммуникативный блок входят коммуникативные действия, которые обеспечивают социальную компетентность и учет позиции других людей, партнера по общению или деятельности, умение слушать и вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении проблем, интегрироваться в группу сверстников и строить продуктивное взаимодействие и сотрудничество со сверстниками и взрослыми.

• *планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками — определение цели, функций участников, способов взаимодействия;
• *постановка вопросов — инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации;
• *разрешение конфликтов — выявление, идентификация проблемы, поиск и оценка альтернативных способов разрешения конфликта, принятие решения и его реализация;
• *управление поведением партнера — контроль, коррекция, оценка действий партнера;
• *умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;
• *владение монологической и диалогической формами речи в соответствии с грамматическими и синтаксическими нормами родного языка [3, с. 68].

Кроме формирования и развития УУД, на уроках «Информатика» школьники учатся:

• — Наблюдать за объектами окружающего мира; обнаруживать изменения, происходящие с объектом и по результатам наблюдений, опытов, работы с информацией учатся устно и письменно описывать объекты наблюдения.
• — Соотносить результаты наблюдения с целью, соотносить результаты проведения опыта с целью, то есть получать ответ на вопрос «Удалось ли достичь поставленной цели?».
• — Письменно представлять информацию о наблюдаемом объекте, т. е. создавать текстовую или графическую модель наблюдаемого объекта с помощью компьютера с использованием текстового или графического редактора.
• — Понимать, что освоение собственно информационных технологий (текстового и графического редакторов) не является самоцелью, а является способа деятельности в интегративном процессе познания и описания (под описанием понимается создание информационной модели: текста, рисунка и пр.).
• — В процессе информационного моделирования и сравнения объектов, выявлять отдельные признаки, характерные для сопоставляемых предметов; анализировать результаты сравнения (ответ на вопросы «Чем похожи?», «Чем не похожи?»); объединять предметы по общему признаку (что лишнее, кто лишний, такие же, как…, такой же, как…), различать целое и часть. Создание информационной модели может сопровождаться проведением простейших измерений разными способами. В процессе познания свойств изучаемых объектов осуществляется сложная мыслительная деятельность с использованием уже готовых предметных, знаковых и графических моделей.
• — При выполнении упражнений на компьютере и компьютерных проектов учатся решать творческие задачи на уровне комбинаций, преобразования, анализа информации: самостоятельно составлять план действий (замысел), проявлять оригинальность при решении творческой конструкторской задачи, создавать творческие работы (сообщения, небольшие сочинения, графические работы), разыгрывать воображаемые ситуации, создавая простейшие мультимедийные объекты и презентации, применять простейшие логические выражения типа: «…и/или…», «если…, то…», «не только, но и…» и элементарное обоснование высказанного суждения.
• — При выполнении интерактивных компьютерных заданий и развивающих упражнений овладевать первоначальными умениями передачи, поиска, преобразования, хранения информации, использования компьютера; поиском (проверкой) необходимой информации в интерактивном компьютерном словаре, электронном каталоге библиотеки. Одновременно происходит овладение различными способами представления информации, в том числе в табличном виде, упорядочение информации по алфавиту и числовым параметрам (возрастанию и убыванию).
• — Получать опыт организации своей деятельности, выполняя специально разработанные для этого интерактивные задания. Это такие задания: выполнение инструкций, точное следование образцу и простейшим алгоритмам, самостоятельное установление последовательности действий при выполнении интерактивной учебной задачи, когда требуется ответ на вопрос «В какой последовательности следует это делать, чтобы достичь цели?».
• — Получать опыт рефлексивной деятельности, выполняя особый класс упражнений и интерактивных заданий. Это происходит при определении способов контроля и оценки собственной деятельности (ответ на вопросы «Такой ли получен результат?», «Правильно ли я делаю это?»); нахождение ошибок в ходе выполнения упражнения и их исправление.
• — Приобретать опыт сотрудничества при выполнении групповых компьютерных проектов: умение договариваться, распределять работу между членами группы, оценивать свой личный вклад и общий результат деятельности [8, с. 25−27].

Место предмета «Информатика» в системе других учебных дисциплин определяется его целью и содержанием. Цель уникальна (в отличие от других дисциплин начального образования) — целенаправленно научить детей работать с информацией, в том числе — с помощью компьютера. Для этого необходимо уже в начальной школе сформировать первичные представления об объектах информатики и действиях с информацией и информационными объектами (текстами, рисунками, схемами, таблицами, базами данных), дать школьникам необходимые знания об их свойствах и научить осуществлять с информационными объектами необходимые действия с помощью компьютера. Это необходимо для того, чтобы научить детей применять современные информационные технологии для решения учебных и практических задач до того, как они придут в старшие классы, подобно тому, как в начальной школе учат читать и писать — чтобы в старших классах эти умения служили уже инструментом в многотрудной учебной деятельности. Информатика в начальной школе изучается школьниками легко и охотно, и поздно, если вместо того, чтобы пользоваться компьютером в старших классах, дети только начинают его познавать, удовлетворяя свой интерес к этому мощному современному инструменту для работы с информацией в компьютерных играх.

В результате использования компьютера «не по назначению» (для компьютерных игр вместо инструмента поиска и обработки информации), школьники не только проигрывают в производительности учебного труда, но получают много негативных последствий для своего физического и духовного здоровья.

Начиная обучение информатике со второго класса, следует во втором классе научить детей видеть окружающую действительность с точки зрения информационного подхода, постепенно вводить в их мышление и речь термины информатики (источник/приемник информации, канал связи и пр.) наряду с обучением работать на компьютере.

В третьем классе вводятся понятие модели, в том числе компьютерной, и школьники целенаправленно изучают современные инструменты работы с информацией (мобильный телефон, электронная книга, фотоаппарат, компьютер и другие), параллельно учатся использовать их в своей учебной деятельности. Во второй половине учебного года дети конкретно осваивают различные информационные технологии: технологию создания электронного документа, технологию его редактирования, приема/передачи, поиска информации в сети Интернет. Понятия вводятся по мере необходимости, чтобы ребенок мог рассуждать о своей информационной деятельности, рассказывать о том, что он делает, различая и называя элементарные технологические операции своими именами.

В четвертом классе дети осваивают понятие управления: собой, другими людьми, техническими устройствами (инструментами работы с информацией), ассоциируя себя с управляющим объектом и осознавая, что есть объект управления, осознавая цель и средства управления. Учатся понимать, что средства управления влияют на ожидаемый результат и почему часто результат не соответствует цели и ожиданиям. В процессе практического осознанного управления своей учебной деятельностью и компьютером, школьники осваивают специфические термины управления, учатся определять, осуществляется управление с обратной или без обратной связи, учатся видеть и понимать в окружающей действительности не только ее отдельные объекты, но и их связи и отношения между собой. То есть — «видеть» системы, что приводит к развитию системного мышления, столь необходимого в современной жизни наряду с логическим и алгоритмическим. Последние также являются предметом целенаправленного развития в четвертом классе на уроках информатики с помощью соответствующих заданий и упражнений.

Современный ребенок погружен в некую новую предметную и новую информационную среду. В отличие от прошлых времен, действительность, окружающая современного ребенка, наполнена бесчисленным множеством созданных человеком электронных устройств. В их числе компьютер, мобильные телефоны, цифровой фотоаппарат, цифровые видеокамеры, плейеры, декодеры и так далее. Как угодно подробно изучая окружающий мир, но, не изучая информатики, ребенок не узнает про эти везде и всюду встречающиеся в жизни предметы. Ни о том, как они устроены, ни о том, когда и зачем появились.

В этих условиях информатика в начальной школе необходима не менее, чем русский язык и математика. Интересно отметить, что в числе самых востребованных профессий для выпускников американских вузов (по материалам журнала «Форбс») — это специалисты в области рынка труда, информационных технологий и интернет-безопасности, инженеры-программисты, геронтологи и переводчики. Нельзя воспитать специалиста в области информационных технологий или программиста, если начать обучение информатике в старших классах.

При изучении любой школьной дисциплины дети учатся работать с информацией, но делают это неосознанно: работают с информацией, но не знают, что они работают с информацией. На уроках информатики школьники осознанно и целенаправленно учатся работать с информацией (осуществлять ее поиск, анализировать, классифицировать и пр.), отличать форму от содержания, то есть смысла, узнавать и называть объекты окружающей действительности своими именами в терминах информатики.

В базисном образовательном плане (БОП) указано, что изучение информатики и математики «направлено на формирование первоначальных представлений о математике как части общечеловеческой культуры, на развитие образного и логического мышления, воображения, математической речи, формирование предметных умений и навыков, необходимых для успешного решения учебных и практических задач и продолжения образования».

Особое место содержанию подготовки по информатике отведено в предмете «Технология». В рамках этого предмета пристальное внимание должно быть уделено обеспечению первоначальных представлений о компьютерной грамотности учащихся.

Изучение интегрированного предмета «Окружающий мир» направлено на «осмысление личного опыта общения ребенка с природой и людьми; понимание своего места в природе и социуме». Информатика, обучая пользоваться универсальным инструментом (компьютером) поиска в сети Интернет и обработки информации расширяет возможности детей познавать окружающий мир и способствует их самостоятельности и творчеству в процессе познания.

Изучение предметов эстетического цикла (ИЗО и музыка) направлено на развитие «способности к эмоционально-ценностному восприятию произведений изобразительного и музыкального искусства, выражению в творческих работах своего отношения к окружающему миру». Освоение графического редактора на уроках информатики предоставляет младшему школьнику возможность создавать изображение в принципиально иной технике, развивая его логическое мышление в тесной связи с эмоционально-ценностным восприятием окружающей действительности.

Изучение русского и родного языка в начальной школе направлено на развитие речи, мышления, воображения школьников, способности выбирать средства языка в соответствии с условиями общения — всему этому учит и информатика, пробуждая и познавательный интерес к слову, и стремление совершенствовать свою речь в процессе освоения мощного инструмента работы с информацией и его программного обеспечения, в частности — текстового редактора, электронного блокнота, электронной книги. На уроках информатики, при наборе текстов в текстовом редакторе учащиеся овладевают умениями правильно писать (поскольку все ошибки компьютер выделяет красным подчеркиванием и предлагает правильно написанное слово), участвовать в диалоге (по скайпу устно или письменно с использованием чат-режима). Обучаясь работе на компьютере, дети составляют письменные тексты-описания и повествования небольшого объема, овладевают основами делового письма (написание записки, адреса, письма) [16].

Исходя из того факта, что разговор с детьми о числах, информации и данных, способах и инструментах их хранения и обработки не может происходить на чисто абстрактном уровне, и математика, и информатика непосредственно связаны с содержанием других дисциплин начального образования. В частности, с иностранным языком. Иностранный язык в начальной школе изучается со 2 класса. Он формирует «элементарные коммуникативные умения в говорении, аудировании, чтении и письме; развивает речевые способности, внимание, мышление, память и воображение младшего школьника». Информатика с одной стороны, использует знания, полученные на уроках иностранного языка (английский алфавит, например), и, с другой стороны, развивает коммуникативные умения, поскольку вводит в речь школьников новые термины и учит общаться с помощью компьютера (электронная почта, скайп и пр.).

Таким образом, информатика выполняет интегрирующую функцию, формируя на своих уроках знания и умения по курсу информатика и мотивируя учащихся к активному использованию полученных знаний и приобретенных умений при изучении других дисциплин в информационной образовательной среде школы.

Таким образом, можно сделать следующие выводы по первой главе:

• — цели и задачи курса информатики во 2−4 классах соответствуют возрастным и образовательным потребностям и стандартам;
• — компоненты УМК направлены на обогащение ментального опыта учащегося и строятся на важнейших принципах разработки УМК, основанных на обеспечение развития когнитивного, метакогнитивного и интенционального опыта учащихся;
• — состав УМК «Информатика» для 2−4 классов соответствует нормам и стандартам.