Ядром методической системы обеспечения всеобщей компьютерной грамотности является новый учебный предмет «Основы информатики и вычислительной техники».
Содержание курса определялось из целей и задач обеспечения всеобщей компьютерной грамотности учащихся, а также с учетом следующих принципиальных позиций:
на первом этапе внедрения курса информатики подавляющее большинство школ страны не располагали вычислительной техникой, поэтому первый вариант учебного пособия был ориентирован на безмашинный вариант изучения курса;
компьютерная грамотность обеспечивается изучением не одного курса информатики, а комплекса учебных предметов. Поэтому при разработке содержания этого курса учитывались функции и вклад в компьютерную грамотность других предметов;
курс основ информатики и вычислительной техники, ставший фундаментальной компонентой общего среднего образования, разрабатывался как общеобразовательный и доступный для всех учащихся, т. е. он должен решать задачи не только подготовки учащихся к практической деятельности, внедрения компьютеров в большинство областей народного хозяйства, но и задачи умственного развития, формирования научного мировоззрения, воспитания учащихся и др. Кроме того, общеобразовательный характер этого учебного предмета требует доступности его содержания для всех школьников, учащихся ПТУ и техникумов;
курс информатики должен иметь межпредметный характер;
курс информатики должен сформировать у учащихся совокупность знаний, умений и навыков, обеспечивающих достижение второй задачи внедрения ЭВМ в среднее образование — широкое использование компьютеров в процессе изучения всех общеобразовательных учебных предметов, а также и трудовое обучение;
информатика как наука является «молодой» отраслью научного знания, поэтому имеется немало различных позиций относительно круга вопросов, составляющих ее предмет, а также удельного веса каждого из этих вопросов в содержании этой науки. Поэтому курс школьной информатики как основы данной отрасли знаний должен отражать ту инвариантную часть этой науки, которая содержится в определении предмета информатики, даваемого различными авторами;
как другой любой школьный предмет основы информатики должны не только познакомить учащихся с кругом вопросов, изучаемых этой наукой, но и сформировать определенный комплекс практических умений и навыков. Обеспечить курс системой задач и упражнений, практических работ в условиях безмашинного варианта обучения было возможно, лишь сосредоточив основное внимание на его содержании, на формировании алгоритмической культуры, развитии навыков программирования. Однако такое перераспределение удельного веса в пользу этих компонентов компьютерной грамотности — временная мера, отражающая специфику именно безмашинного варианта изучения курса.
Содержание курса базируется на трех фундаментальных понятиях современной науки: информация — алгоритм — ЭВМ. Именно эта система понятий задает обязательный уровень теоретической подготовки.
В задачи нового курса входит:
овладение основными умениями алгоритмизации;
формирование представлений о возможности автоматизации выполнения алгоритма;
усиление прикладной и политехнической направленности алгоритмической линии, заключающееся в конкретной реализации алгоритмов решения задач на современных ЭВМ;
ознакомление с основами современной вычислительной техники на примере рассмотрения общих принципов работы микрокомпьютера;
формирование представления об этапах решения задачи на ЭВМ;
ознакомление с основными сферами применения вычислительной техники, ее ролью в развитии общества.
Основная позиция авторского коллектива при создании учебного пособия заключается в том, что курс основ информатики и вычислительной техники есть общеобразовательный предмет. Его главная задача — дать школьникам основы науки информатики, а не сделать их профессиональными программистами. Поэтому, среди фундаментальных понятий, отражающих общеобразовательный характер науки информатики в учебном пособии были отобраны понятия компьютерного подхода к решению задач и алгоритма.
Алгоритмический стиль мышления является характерной чертой науки информатики. Он проявляется не только как метод решения задачи, но и как последовательность методов подготовки задачи к ее решению на ЭВМ. Эту последовательность также можно рассматривать как своеобраз-ный алгоритм. Отдельными шагами этого алгоритма являются этапы решения задачи.
Как всегда, решение задачи начинается с ее постановки. В информатике этот этап приобретает особое значение благодаря тому, что в постановке задачи участвуют реальные, а не математические объекты. Чтобы решить такую задачу, необходимо построить ее математическую модель. Об этом этапе поговорим подробнее. Понятие математической модели в неявном виде присутствует и в школьных курсах математики и физики, однако только в курсе информатики понятие модели формулируется в явном виде, и ставятся задачи на построение модели. Понятие модели, появившееся в курсе основ информатики,— одно из самых важных «приобретений» для средней школы. Ведь понятие модели в наши дни приобрело чрезвычайную общность и уже вышло из сферы чисто математических понятий. Оно широко используется в химии, биологии, социологии и т. д. В мировоззренческом плане очень важно научить школьников различать факты, относящиеся к реальному миру и к его модели.
Алгоритмический язык предназначен для единообразной записи и исполнения алгоритмов. Методическая целесообразность его введения в курс заключается в следующем. С одной стороны, алгоритмический язык близок к естественному языку. Командами алгоритмического языка могут быть любые предложения русского языка в повелительном наклонении. С другой стороны, правила алгоритмического языка составлены таким образом, чтобы сделать его похожим на реальный язык программирования, который учащимся придется изучать в дальнейшем. Таким образом, с первых шагов изучения информатики учащиеся получают теоретические представления о конструкциях, которые лежат в основе практически всех современных языков программирования.
Изучение алгоритмического языка — одна из важнейших задач курса информатики. Алгоритмический язык выполняет две основные функции. Во-первых, его применение позволяет стандартизировать, придать единую форму всем рассматриваемым в курсе алгоритмам, что важно для формирования алгоритмической культуры школьников. Во-вторых, изучение алгоритмического языка является пропедевтикой изучения языка программирования. Методическая ценность алгоритмического языка объясняется еще и тем, что в условиях, когда многие школьники не будут располагать ЭВМ, алгоритмический язык является наиболее подходящим языком, ориентированным для исполнения их человеком.
Изучение языка программирования в курсе основ информатики преследует две цели. Во-первых, это иллюстративная цель — показать школьникам, как конструкции алгоритмического языка могут быть выражены средствами языка программирования, предназначенного для ЭВМ. Во-вторых, прикладная цель — дать учащимся возможность исполнить на ЭВМ те несложные алгоритмы, которые они освоили или разработали сами при изучении основ алгоритмизации.
Одна из важнейших задач курса информатики — познакомить учащихся с основными областями применения ЭВМ, сформировать представления о вычислительной технике как средстве повышения эффективности деятельности человека. Конечно, эта задача должна пронизывать все содержание курса, каждый урок по этому предмету. Однако при отсутствии в школе кабинетов вычислительной техники особая роль здесь принадлежит экскурсии в Вычислительный центр.
С точки зрения содержания курса произойдет значительная переориентация на формирование умений использования ЭВМ в различных областях деятельности человека, умений применять готовое прикладное программное обеспечение. С точки зрения методики обучения произойдет коренная перестройка организации учебного процесса на основе систематической работы школьников с компьютером как средством обучения. Это сделает усвоение учебного материала более доступным, значительно усилит познавательные возможности школьников, существенно активизирует их самостоятельную учебную деятельность.
Новая программа и методика курса позволит в более полной мере решить задачу достижения компьютерной грамотности, как она поставлена в «Основных направлениях реформы общеобразовательной и профессиональной школы» — вооружить учащихся знаниями и навыками использования современной вычислительной техники.
Школьники должны освоить системы обработки текстовой информации, получить навыки работы с текстами на ЭВМ, хранения и вывода текстов на печать, познакомиться с машинной графикой. Большое прикладное значение будет иметь формирование в курсе умений работать с базами данных, с электронными таблицами, а также формирование навыков применения пакетов прикладных программ для решения разного рода задач. Наконец, учащиеся познакомятся с такими важнейшими сферами использования вычислительной техники в производстве, как станки с программным управлением, машины со встроенными микропроцессорами, автоматизированные рабочие места. Школьники получат представление об АСУ и автоматизации проектирования, применения ЭВМ в науке, медицине, образовании. Следует подчеркнуть, что это знакомство произойдет не только на страницах учебника, но прежде всего в процессе работы пусть с простейшими учебными, но реальными системами, реализованными на школьной ЭВМ.
Информатика на своих уроках объединит в ЭВМ предмет и средство обучения. Это окажет значительное влияние на организацию учебного процесса. Специфика урока информатики проявится прежде всего в существенном объеме практических работ с использованием ЭВМ, при котором «контактное время» работы с ЭВМ составляет не менее половины урока. В курсе предусматриваются три вида организованного использования кабинета вычислительной техники на уроках информатики: демонстрация, лабораторная работа (фронтальная) и практикум. Эти виды практических работ различаются по длительности и по соотношению роли преподавателя и учащихся.