Систематизация понятий курса информатики

его интеграция с наукой и производством, переход к новым принципам их взаимодействия. Необходимо расширять прогрессивную практику перенесения части учебного процесса на производство путем создания за счет хозяйственных возможностей учебно-практических участков, лабораторий, экспериментальных цехов, производственных кабинетов и необходимой вспомогательной

инфраструктуры. Интеграция образования, науки и производства должна осуществляться в их оптимальном сочетании и в логике образовательной системы. Сближение профессионального образования и производства, интеграция учебной, научной и производственной деятельности обучающихся -требование современной рыночной экономики.

СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ПОНЯТИЙ КУРСА ИНФОРМАТИКИ

Д. М. Хуснетдинова, старший преподаватель Татарского государственного гуманитарно-педагогического университета

Система понятий учебного курса - понятия конкретной предметной области (области действительности), отобранные с учетом дидактических, лингводидактических и психологических принципов, формальных и содержательных требований и представляющие собой научно и методически обоснованную целостность, содержание которой является необходимым и достаточным для успешного усвоения учащимися за определенное время обучения. «Понятие целостности играет существенную роль в тех случаях, когда задача исследования заключается в получении синтетического знания об объекте и когда сам объект является достаточно сложным. ... В последние годы предпринимаются попытки применять понятие целостности не только к объектам, но и к процессам, происходящим в сложных системах» [1]. Для получения синтетического знания об объекте, в данном случае - системе основных понятий информатики, а также для выделения этой системы, как целостности, мы строим тезаурус - формализованную модель системы основных понятий учебного курса.

Целью построения системы понятий учебного курса является определение логической структуры учебного курса, т. е. состава понятий и связей между ними и их представление в наглядном виде. Для этого

проводится анализ различных литературных источников, средств обучения, а также содержания конкретного учебного курса (имеющегося или вновь составленного).

Возможны различные подходы к выделению системы понятий учебного курса:

1) содержательный - перечень понятий и терминов составляется в произвольном порядке;

2) тезаурусный - перечень составляется с учетом связей и иерархии понятий и терминов;

3) историко-генетический - перечень понятий и терминов составляется с учетом порядка их становления и развития;

4) целевой - система строится вокруг одного или нескольких понятий с акцентированием обучения именно на них;

5) конъюнктурный (специальный) - понятия и термины отбираются по «узкому» аспекту данного предмета, например, умению работать на компьютере по имеющимся программам.

Как показывает анализ учебников и учебных пособий, формирование понятийного аппарата чаще всего осуществляется в рамках первого, третьего и четвертого подходов. Рассмотрим реализацию второго подхода. При этом, представляется целесообразным, наряду с дидактическими принципами отбора перечня понятий и терминов,

учитывать принципы смежных дисциплин -лингводидактики и психологии, а также принципы, применяемые в самой информатике. В дидактике и методике основными единицами отбора содержания являются понятия или дескрипторы - базовые понятия, обладающие семантической устойчивостью и контрастностью [2]. В лингводидак-тике в качестве основной категориальной единицы используется термин [3]. Основными лингводидактическими принципами отбора терминов являются системность, нормативность, функциональная значимость, частотность, минимизированное представление учебного материала, учебно-методическая целесообразность. В психологии, при составлении тезауруса, выделяют следующие принципы: системность, обозримость, экс-плицитность (наглядность, выраженность связей между понятиями), объективность при отборе и анализе материала [4].

Для построения системы понятий учебного курса предлагаются следующие принципы:

• выбор исторически нового, прогрессивного определения предмета (фундаментального понятия, основания системы). От выбора этого определения зависит состав понятий, которые будут включены в систему в дальнейшем;

• выявление межпредметных связей -определение связей понятий собственно информатики с понятиями других областей знания;

• возможность формализации - модель системы понятий должна быть наглядной, простой в обращении, чтобы ее можно было использовать непосредственно в обучении или для разработки методики обучения [5].

Наряду с принципами построения системы понятий учебного курса укажем и предъявляемые к ней требования. Формальные и содержательные требования к системе понятий учебного курса разработаны при проектировании системы основных понятий информатики [6] и уточнены в процессе синтеза системы основных понятий курса «Информационные и коммуникационные техно-

логии в образовании» (прежнее название «Информационные технологии в образовании») [7].

Формальные требования, которые следует учитывать при построении модели системы понятий учебного курса, или тезауруса:

• системность;

• иерархичность - каждое понятие имеет свой уровень (иерархии или абстракции), являясь составным элементом для вышележащего уровня и сложным понятием для нижележащего уровня;

• аксиоматичностъ - в состав тезауруса, как системы знаний, отраженных языком, входят понятия, которые не могут быть определены в границах данной системы, их определения принимаются, как аксиомы. Это понятия, изначально принадлежащие предметным областям других наук, а также понятия, отнесенные к условно принятому низшему уровню абстракции, т. е. термины.

Содержательные требования, которые предъявляются к фрагментам тезаурусов, как «готовым продуктам»:

• полнота, или адекватность предметной области. Система понятий учебного курса должна включать все основные понятия информатики, как науки, чтобы было возможно построение систем понятий по разделам и темам курса;

• обозримость - минимизированное представление системы знаний с учетом отведенного учебного времени и примерного уровня подготовки обучаемых;

• связность, или логическая непротиворечивость и неизбыточность элементов системы знаний - понятий и связей между ними. Отношения между понятиями (в сетевой модели) должны быть логически необходимыми и достаточными для определения понятия любого уровня абстракции. Это требование следует соотнести с принципами иерархичности и аксиоматичности;

• расширяемость, или открытость -возможность добавления новых элементов при изменениях в предметной области или в преподавании дисциплин.

Отметим, что формальные и содержательные требования к системе понятий учебного курса являются выражением как формально-логического, так и содержательного (семантического) анализа.

Определение принципов построения системы понятий учебного курса и требований к ней позволяет перейти к разработке тезауруса учебного курса и далее - к разработке тезауруса учебной дисциплины.

Учебный тезаурус - формализованная модель системы основных понятий учебного курса в виде взаимосвязанного описания отношений между понятиями (дескриптор-ных статей) в сочетании со списком определений терминов и комплектом формально-логических схем. Такая модель отражает формально-логическую структуру предметной области (в нашем случае - информатики) и описывает семантические, или смысловые связи между понятиями. Данная модель должна соответствовать основным требованиям, которые предъявляются к концептуальному представлению знаний (в частности к концептуальной модели базы данных [8]): простота и серьезная теоретическая основа. Последнее в нашем случае обеспечивается применением при построении тезауруса методов искусственного интеллекта - сетевого моделирования и тезаурусного метода. Отметим, что тезаурусный метод представляется основой логико-семантического подхода, а сетевые модели - необходимым дополнением, обеспечивающим формализацию. Определены методы, позволяющие эффективно осуществить анализ и синтез системы понятий учебного курса и на этой основе - анализ и проектирование тезаурусов учебных дисциплин, а также разработана методика отбора понятий учебного курса [9]. Основу методики составляют те-заурусный метод, сетевое моделирование на базе сетей Петри, информационно-логическое и семантическое моделирование, т. е. элементы теорий различных наук -математики, информатики, психологии и лингводидактики. На основе анализа методов искусственного интеллекта можно про-

водить анализ и проектирование учебных курсов по определенной схеме, соблюдая традиционные дидактические принципы и, в то же время, опираясь на современные и перспективные средства, формы и технологии обучения и воспитания.

Можно выделить следующие этапы составления тезауруса:

• анализ литературных источников (определение круга источников, выявление групп сходных источников и уточнение количества источников в каждой группе);

• выявление на основе анализа источников основных понятий учебного курса с учетом образовательного стандарта, составление перечня понятий и списка терминов с определениями - глоссария;

• деление понятий на группы (по разделам или темам учебного курса);

• «увязка» понятий внутри групп, выявление связей (отношений) между ними - собственно составление дескрипторных статей.

Окончательное уточнение (корректировка) и отбор связей между понятиями осуществляется на следующем этапе разработанной методики отбора понятий, после построения сетевой модели и соответствующих формально-логических схем, представляющих систему понятий учебного курса. Далее возможно составление различных приложений к определенному при помощи сетевых моделей содержанию учебного курса: задач, упражнений, примеров, исторических справок и т. д. На основе формальнологических схем, которые отражают структуру отношений между понятиями учебного курса, осуществляется выбор последовательности изложения. После оценки эффективности разработанного учебного курса (с учетом выбранных форм организации занятий, времени, затраченного на обучение, и общего объема учебного материала) возможны возврат и корректировка результатов предыдущих этапов проектирования.

Учебные тезаурусы - это «ключи» к анализу любого текста учебного и методического характера, синтезу новых корректных

текстов; средство системного представления тех компонентов понятийной структуры учебного курса (типов понятий и их связей), которые, согласно установленным критериям, надо проверять. Таким образом, следует рассматривать и задачу разработки системы тестовых заданий - безотносительно к специфике конкретной предметной области, на основе поиска инварианта логической структуры системы понятий учебного курса.

Дидактические задачи, решаемые при помощи учебного тезауруса, - это систематизация понятий учебного курса; уточнение определений понятий, их дидактическое упрощение.

В рамках общей методики применения тезауруса в качестве дидактического средства можно выделить такие виды методической работы, как:

• работа с формально-логическими схемами понятий по систематизации и обобщению знаний учащихся и учителя;

• словарная работа;

• разработка систем тестовых заданий.

При этом возникает ряд вопросов: надо

ли использовать формально-логические схемы понятий в процессе обучения (на уроке, в качестве элемента домашнего задания для всех учащихся или выборочно)? Или такие схемы подходят только для работы преподавателя (при подготовке к уроку, в процессе анализа и проектирования учебных курсов)? Следует использовать схемы полностью и(или) их части? Использовать ли все схемы тезауруса или те, на которых представлены дескрипторы - ключевые понятия? И, наконец, использовать схемы в начале курса или в конце - в рамках обобщения и систематизации знаний? Пожалуй, ответы на все поставленные вопросы могут быть положительными и определяться теми дидактическими задачами, которые ставит перед собой преподаватель в соответствии с целями и назначением курса.

В свою очередь, следует уточнить, какие именно дидактические задачи можно решить при помощи таких схем в процессе обучения и воспитания в рамках базового и про-

фильного курсов, а также при углубленном изучении информатики.

Еще несколько интересных вопросов, которые можно использовать в качестве проблемных, например, в семинарских занятиях со студентами:

• Как определить и можно ли определить при помощи тезауруса (формально-логических схем понятий и дескрипторных статей) преемственные и перспективные связи в том случае, если рассматривается система учебных курсов?

• Отражают ли данные схемы определенную последовательность изучения (изложения)?

• Как соотносятся схемы с обязательным минимумом?

• Можно ли определить по данным схемам перспективные связи школьного курса информатики с вузовским?

На основе применения тезаурусного метода и сетевого моделирования разработан тезаурус - модель системы понятий курса информатики, которая представляет собой удобную и наглядную схему связей между понятиями. Основными характеристиками модели являются системность, целостность, полнота, логическая непротиворечивость и неизбыточность элементов и связей между ними, расширяемость. Тезаурус можно рассматривать, как модель базы знаний экс-пертно-обучающей системы, или «системы знаний».

При построении модели системы понятий учебного курса следует отметить, что построенная модель не описывает строго определенную последовательность изложения (введения, формирования понятий в процессе обучения), а представляет собой формализованное и систематизированное описание отношений между понятиями. Предложенная технологическая база систематизации понятий учебного курса может быть применена к любой учебной дисциплине. Работа с формально-логическими схемами понятий того или иного раздела учебного курса способствует более глубокому усвоению данного раздела, а именно создает у

учащегося обобщенный, логически связный образ изучаемого объекта, надолго сохраняющийся в его памяти и являющийся основой целостного учебного процесса.

Использование тезауруса позволяет накапливать, осмысливать и систематизировать знания. Представление основных понятий предметной области информатики в виде компактной и удобной схемы дает возможность определить логический каркас будущей системы знаний обучаемого в виде структуры связей между понятиями. Таким образом, тезаурус задает логическую структуру знаний как обучаемого, так и обучающего, позволяет в полном объеме увидеть эту структуру до изучения материала учебного курса, а также определить место изучаемого понятия, темы или раздела в общей системе понятий - объектов предметной области информатики.

Также можно рассматривать тезаурус, как схему опорных конспектов (опорную схему), на основе которой обучающиеся (т. е. и обучаемые, и обучающие) будут составлять конспекты по отдельным темам курса, а также связные конспекты в виде упорядоченной и осмысленной совокупности - системы знаний.

Отметим, что применение разработанной технологической базы систематизации понятий учебного курса способствует более эффективному усвоению теоретических знаний. При этом, тезаурус используется, как средство обучения и самообучения для преподавателей и учащихся. С помощью формально-логических схем можно выявить логическую структуру знаний как обучаемого, так и обучающего и проектировать ее в процессе обучения. Кроме того, применение формально-логических схем позволяет преподавателю ориентироваться в многочисленных учебных и методических пособиях при разработке учебных курсов, уточнении содержания и последовательности изложения тем и разделов. Таким образом, использование формально-логических схем понятий служит дидактическим средством при разработке технологии проектирования

учебного курса (с учетом тех отношений между понятиями - объектами предметной области, которые выявлены при помощи этих схем). Следует отметить, что анализ и проектирование учебного тезауруса позволяют не только четко выявить и наглядно показать отношения между понятиями данного курса, но и «увидеть» все межпредметные связи.

Полученный, в результате применения разработанной методики, учебный тезаурус в виде логически стройной и научно-обоснованной модели системы понятий изучаемого предмета обладает рядом преимуществ перед обычными текстовыми описаниями, так как:

- может служить основой для проектирования различных учебных курсов путем ограничения круга используемых понятий и уровня их наполнения;

- позволяет «развернуть» любое понятие системы в отдельную, более подробную систему без нарушения логической структуры системы основных понятий;

- дает возможность проводить расширение и дополнение базы знаний новыми понятиями, корректировать содержание понятий, т. е. является открытой системой, что особенно ценно для такой быстро развивающейся дисциплины, как информатика; применение формально-логических схем и сетевых моделей позволяет создавать непротиворечивую концептуальную модель знаний любого уровня;

- формализм сетевой модели позволяет использовать ее для построения компьютерных обучающих систем, т. е. для автоматизации базы знаний.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Философский словарь / Под ред. И. Т. Фролова. 5-е изд. М.: Политиздат, 1987.

2. Георгиева П., Папаи М. Новый подход к информационному анализу учебного материала // Современная высшая школа. 1980. № 4 (32).

3. Мурзова В. Ф. Лингводидактические основы семантизации термина в учебно-терминологичес-

Подготовка педагогических кадров

ком словаре-справочнике: Автореф. дис. ... канд. пед. наук. М.: ДИИ нац.-рус. двуязычия РАО, 2004.

4. Мириманова М. С. Проблема тезауруса в психологии: Автореф. дис. ... канд. психол. наук. М.: Ин-т психологии АН СССР, 1984.

5. Кувалдина Т. А. Избранные лекции по методике преподавания информатики: Учеб.-теор. издание. Волгоград: Перемена, 1999.

6. Кувалдина Т. А. Основные понятия информатики: тезаурус: Учеб. издание. Волгоград: Перемена, 1996.

7. Кувалдина Т. А. Структура и содержание курса «Информационные технологии в образовании» / /Компьютерное образование: Методология, теория, практика / Под ред. проф. А. В. Петрова. Волгоград: Перемена, 2002.

8. Дейт К. Введение в системы баз данных: Пер. с англ. М.: Наука, 2004.

9. Кувалдина Т. А. О разработке методики отбора понятий учебного курса // Образовательные стандарты: проблемы и перспективы: Материалы междунар. конф. М.: МНТИЦ, 2005.

ДИДАКТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРЫ БУДУЩЕГО УЧИТЕЛЯ

А. Н. Афзалова, г. Казань, Татарский государственный гуманитарно-педагогический

университет

На современном этапе развития общества информационная культура становится одним из основных показателей общей культуры личности. Профессиональная деятельность каждого учителя все более зависит от того, насколько он способен своевременно получать, адекватно воспринимать и продуктивно использовать новую информацию в своей профессиональной жизни. Поэтому возрастает значимость формирования информационной культуры будущего учителя. В этой связи изучение информационной культуры представляется нам важным и актуальным.

Информационная культура будущего учителя права должна служить мощным противовесом неконтролируемому распространению информации. В морально-этической плоскости [1] формирование информационной культуры может рассматриваться с позиций воспитания личной ответственности за распространение информации, принципов и убеждений, препятствующих социально-деструктивной информации, дезинформации, манипулированию сознанием людей.

Информационная культура будущего учителя права понимается нами как культура доступа, управления, интегрирования,

оценивания, создания и сообщения информации, а также осознание своего места в информационном правовом пространстве, диагностирование себя, как создателя и потребителя правовой информации, понимание информационной ситуации. Будущему учителю требуются сформированные навыки эффективного взаимодействия с информационной средой, умение использовать предоставляемые ему возможности, т.е. определенный уровень информационной культуры или культуры взаимодействия учителя с информацией.

По мнению [2], информационная культура разделена «на развитие мировоззренческих, интеллектуальных и нравственных качеств личности, на ориентацию усваиваемых знаний и умений, на новые приемы и способы учебной и трудовой деятельности с широким использованием вычислительной техники».

Для формирования информационной культуры будущего учителя права следует осуществлять, как многоуровневую серию обучающих программ, построенных по принципу преемственности содержания, обеспечивающих овладение определенными уровнями профессиональной деятельности,