Author Archives: admin

Учебно-методический комплект (УМК) по информатике углубленного уровня авторов в Федеральном перечне учебников с 2013 года, он вошел и в перечень 2018 года благодаря актуальности материала учебников. По своему содержанию УМК отличается от других, прежде всего современным контекстом и высокими требованиями к результатам обучения. Пока еще небольшое количество педагогов решились его использовать, поскольку материалы учебника действительно представляют собой углубленный уровень, подразумевают достаточно высокий уровень математической подготовки.

Учителя информатики знают основную проблему курса — это слабые связи между теоретическими основами информатики и информационными технологиями. Даже в старшей школе изучали только средства ИТ, а методы и алгоритмы, лежащие в основе реально существующих информационных технологий рассматривались лишь фрагментарно (фактически не изучались). Выпускники, желающие продолжить свое образование в области информационных технологий, не имели достаточной подготовки и тем более, не могли попробовать себя в каком-либо направлении отрасли ИТ, которая сильно изменилась в последнее десятилетие.

В России на государственном уровне приняты актуальные документы: «Стратегия развития отрасли информационных технологий (2014-2025)», Доктрина информационной безопасности в Российской Федерации, «Стратегия развития информационного общества в Российской Федерации на 2017-2030 годы», «О Стратегии развития научно-технологического развития Российской Федерации». Они реализуются в государственных программах (например, «Цифровая экономика в Российской Федерации») и национальных проектах по отраслям (например, «Образование»). Все уровни системы отечественного образования претерпевают серьезные изменения, связанные именно с информатикой и информационными технологиями.

Поэтому серьезное внимание уделяется образовательному контенту и новым образовательным технологиям и подготовке учителей и обучающихся, как важнейшим стратегическим ресурсам для цифровой экономики.

Содержание курса информатики для старшеклассников, по мнению авторов должно быть:

• Современным по контексту, т.е. раскрывать реальное состояние отрасли ИТ и направления её развития;
• Современным, с точки зрения использования инструментов ИТ и подходов к их изучению, образовательных технологий;
• Современным с позиции планируемых результатов образовательной деятельности;
• Модульным для построения индивидуальной образовательной траектории, реализации права выбора (для возможного расширения и углубления разных тем, в зависимости от профиля обучения).

Авторы УМК, ориентированного на будущих инженеров и специалистов ИТ-отрасли, предложили ряд новых подходов и инструментов:

• к изложению основ моделирования. Акцент на освоение общенаучного системного подхода в моделировании, его основных характеристик и применения для аналитических целей. Реализован переход от математического моделирования к моделированию систем и процессов с использованием системы многоподходного имитационного моделирования (AnyLogic);
• к обработке текста. Использование регулярных выражений, обработка текста на естественных языках, контент-анализ (механизм регулярных выражений, регулярные выражения в разных программных средах, возможности среды .NET. Подходим к возможности извлечения смысла из больших объемов данных технологическими инструментами (NLP, компьютерная лингвистика);
• к машинной графике (алгоритмы обработки растровых изображений, алгоритм Брезенхема, растеризация, алгоритмические основы векторной графики); переход от двумерного моделирования (работа фильтров и пр. эффекты) к трехмерному эскизному моделированию;
• к введению в курс информатики интеллектуальных систем (представление знаний, алгоритмы выявления закономерностей, основы систем искусственного интеллекта); Практическая реализация интеллектуальных алгоритмов Apriori и CART (в разных средах: электронные таблицы, С++, Python);
• к алгоритмической и программисткой линии. По всему курсу реализовано сквозное использование алгоритмов, использование псевдокода с английской лексикой для обеспечения независимости от конкретного языка программирования;
• к изучению архитектуры компьютера. Возвращение схемотехники и изучение технологии производства микросхем, развитие архитектурных решений современных компьютеров от микроконтроллера до чипсета;
• к рассмотрению телекоммуникационных сетей и их взаимодействия (стандарты, сервисы, обеспечение информационной безопасности); а также основы информационной безопасности (основы криптосистем, блокчейн, хэш-функции)
• к технологии обработки звука; средства обработки звука (Steinberg Nuendo);
• к пониманию функционирования информационных систем. Рассматривается архитектура, жизненный цикл, средства реализации;
• к значимости вопросов социальной информатики. Тема раскрывается с учетом изменения структуры социальных взаимодействий, подробно рассматривается законодательное обеспечение информационной сферы.

Основные авторские идеи, реализованные в углубленном курсе информатики, который ориентирует учащихся на будущую профессию в области информатики, в том, что  подход к изложению теоретических основ предмета должен опираться на контекст той фундаментальной теоретической базы, которая лежит в основе существующих современных средств работы с информацией, используется при создании аппаратной, математической и программной базы, в основе создания и организации реальных информационных процессов.

В результате такого подхода появляется возможность показать истоки и направления развития современных технологических  средств, показать их не как набор «кнопок», а как часть технологического процесса, и сами процессы показать как то, что может быть построено и усовершенствовано. Именно тогда становятся очевидными роль, назначение и основные вопросы развития информационных технологий: средств, автоматизирующих значительную часть деятельности человека, задачи организации хранения и поиска информации, задачи интеллектуальных систем и т.п. Авторы демонстрируют, каким образом информация может быть представлена для автоматизированной обработки, как (и что самое главное – для чего) реализуется автоматизированная работа с информацией, какие теоретические и практические средства для этого существуют и разрабатываются, как и в каких случаях они применяются.

Такой подход исключает восприятие теории как чего-то отдельного от практической деятельности, в первую очередь потому, что теоретические положения в этом случае позволяют показать механизмы построения и использования практических средств, позволяют поставить и решить существенно более сложные задачи, имеющие несомненное практическое применение.

Стоит также отметить, что предлагаемый подход также позволяет показать, что информационные технологии в «чистом» виде, — без понимания основы их построения, – инструмент опасный, поскольку целый ряд особенностей их функционирования без понимания теоретических основ их построения влияет непосредственно на результат применения (например, вопрос точности вычислений или статистический характер закономерностей).

Еще одно требование к изложению, логически вытекающее из этого подхода – опора на существующие и вновь разрабатываемые отраслевые стандарты, необходимость рассматривать механизм их функционирования, цели и результаты их создания и доработки.

В первой главе, посвященной подходам к определению информации, её представлению и измерению, получают развитие вопросы различных способов кодирования: с возвратом к нулю и без возврата (самосинхронизирующийся), восстановления аналогового сигнала из цифрового (теорема Котельникова-Найквиста), оптимизации кода при передаче текстовой информации (кодирование Хаффмана), методам выявления ошибок и их корректировки (код Хэмминга).

Во второй главе, где рассматривается компьютер, как устройство для обработки информации, излагаются современные подходы к реализации фон-Неймановской и Гарвардской архитектур в их сравнении и практическом использовании.  Становится завершенной тема элементной базы компьютеров, поскольку рассматривается назначение и устройство регистров; разновидности триггеров; назначение и работа дешифраторов. Предусмотрено выполнение трех практических работ на макетных платах по сборке и изучению работы четырехразрядного сумматора и двух разных триггеров. (Готовится к печати в практикуме для инженерных классов к ноябрю 2019 года). В завершении эти вопросы объединяются в технологии производства микросхем. Достаточно полно систематизирована тема основных классов программного обеспечения. Рассмотрены популярные линии операционных систем, их состав и функционирование, а также современное прикладное программное обеспечение.

Глава, посвященная моделированию, раскрывает суть основного метода познания информатики и применение системного подхода, широко используемых в различных научных дисциплинах. Учебники нельзя использовать без задачника-практикума, входящего в УМК и предусматривающего овладение практическими навыками, в основном приемами моделирования в различных средах. Отдельное внимание уделяется имитационному  моделированию, где рассмотрены виды имитационных моделей и классы задач, которые решаются с их использованием.

Для практических работ по данной главе одна из ведущих мировых компаний-разработчиков средств имитационного моделирования (компания XJ Technologies, абсолютный лидер российского рынка) предоставляет бесплатную версию среды AnyLogic, позволяющую создавать, демонстрировать и исследовать широкий спектр моделей из самых разных областей практической деятельности. Использование этой среды позволяет не только теоретически обсудить значение методов моделирования, но и продемонстрировать их важность и возможности при решении очевидных практических задач, которые ранее в курсах информатики даже не рассматривались. Есть возможность продемонстрировать связь моделирования и программирования. В AnyLogic можно корректировать модель программными средствами скриптового программирования.

Глава, посвященная алгоритмизации и программированию, ориентирована на освоение теории алгоритмов и программирования в выбранной среде. Алгоритм рассматривается как модель процесса, следовательно, значительно расширяется деятельность по моделированию.

При изучении программирования предполагается, что школьники уже владеют первичными навыками составления алгоритмов и программ, предусмотренными требованиями ФГОС основного общего образования. В учебнике предусматривается развитие уже полученных знаний за счет рассмотрения теоретических основ создания и оценки алгоритмов, рассматривается проблема алгоритмической неразрешимости и представляются ряд эффективных решений для важных при последующем использовании задач – в частности, алгоритмы быстрой сортировки, хэшированного поиска и др. Предлагаемые алгоритмы предложены в псевдокоде с английской лексикой для обеспечения независимости от среды реализации, а в приложении к учебнику представлена таблица перевода конструкций псевдокода на наиболее распространенные в школьной практике языки программирования. В задачнике-практикуме (в составе УМК) предлагается с достаточно большой перечень заданий на тему «Технология программирования». Использование задачника-практикума на уроках позволяет не выделять отдельного времени для подготовки к государственной итоговой аттестации, учащиеся не будут испытывать каких либо затруднений на экзамене, поскольку изученный материал углубленного курса более сложен, чем задания предлагаемые на экзамене. Следует заметить, что в дальнейшем задачи, связанные с подготовкой программ рассматриваются практически во всех разделах учебника. Это позволяет при изучении соответствующих разделов не только показать методы, используемые для решения различных прикладных задач, но и предоставляет учителю возможность организовать практическую работу по подготовке соответствующих программ, реализующих элементы соответствующих информационных технологий.

Важным преимуществом такого подхода является то, что при такой организации работы учащихся резко вырастает уровень понимания сути и возможностей механизмов обработки информации, а в ряде случаев  и обоснованности некоторых положений учебника.

Применение методов и средств информатики, представлено в разделе «Информационные технологии обработки различной информации». Здесь раскрывается теоретическая и технологическая компоненты существующих современных средств работы с информацией во взаимосвязи. Для понимания работы современных средств информационных технологий решается достаточное количество задач, и выполняются практические и проектные работы.

Существенно новой в предлагаемом учебнике 11 класса, является 4 глава 4 «Интеллектуальные алгоритмы и искусственный интеллект». В традиционных учебниках кратко упоминается область информационных технологий, обозначаемая как «Искусственный интеллект», но не описывается ни задач этой области, ни существующих способов их решения, ни конкретных средств и технологий. Наличие достаточного количества часов и уровня подготовки позволяют дать школьникам представление о некоторых средствах этой области, их возможностях и ограничениях, точнее описать глобальные задачи, решаемые специалистами не один десяток лет. Не менее существенно и то, что эта область позволяет показать границу между автоматизируемыми (пусть и трудоемкими) процессами и неавтоматизированными, показать результаты, полученные при решении таких задач.

Учебники поддержаны сетевой методической службой: открыта авторская мастерская,  форум, видеолекторий  для учителей и школьников на сайте http://metodist.lbz.ru/authors/informatika/8/

1. Калинин И.А., Самылкина Н.Н.. Информатика. Углубленный уровень. 10 класс. М:, «БИНОМ. Лаборатория знаний», 2013
2. Калинин И.А., Самылкина Н.Н.. Информатика. Углубленный уровень. 11 класс. М:, «БИНОМ. Лаборатория знаний», 2013
3. Сайт методической поддержки курса http://metodist.lbz.ru/authors/informatika/8/
4. Сайт поддержки темы «Моделирование» http://www.anylogic.ru/

Аннотация: В современном мире с активным развитием информационных технологий появляется новый вид опасностей, которые угрожают обществу – это информационные угрозы или киберугрозы. Больше всего информационным угрозам подвержены младшие школьники, так как у них уже сформирован богатый опыт пользования ресурсами Интернета, но ещё отсутствуют навыки безопасного пользования сетью Интернет.

В статье рассмотрены методические вопросы формирования основ информационной безопасности младших школьников при реализации специализированного курса, реализуемого в рамках внеурочной деятельности.

Ключевые слова: информационная безопасность, киберугрозы, начальная школа, внеурочная деятельность.

К числу наиболее актуальных проблем в области информатизации начального образования и раннего обучения информатике сегодня относится проблема обеспечения информационной безопасности младших школьников. В связи с тем, что Интернет стал неотделимой частью нашей жизни и одним из главных источников информации, а первый выход в Интернет ребенок совершает задолго до поступления в школу [4], в школе мы уже наблюдаем учащегося – «продвинутого» пользователя Интернетом. Кроме того, в Интернет-пространстве, как и в реальной жизни, существует множество угроз, с которыми ученик начальной школы может столкнуться уже в самом начале своей учебной деятельности. Поэтому в начальной школе необходимо проводить ряд мероприятий, направленных на формирование основ информационной безопасности учащегося. Наиболее эффективны такого рода мероприятия, осуществляемые в рамках внеурочной деятельности учащихся в форме классных часов, общешкольных мероприятий, создания школьных стенгазет и др. [3]

«Единый урок безопасности» (https://www.единыйурок.рф), проходящий ежегодно во всех субъектах Российской Федерации, стал одним из популярных мероприятий, который с каждым годом охватывает все больше школьников, и является одним из положительных примеров реализации работы по формированию уровня информационной безопасности учащихся образовательной организации [1].

Еще одним примером эффективного формирования знаний в области информационной безопасности и обеспечения кибербезопасности детей и подростков является проект ПАО «МТС» «Дети в Интернете» http://www.safety.mts.ru). Проект представляет собою уроки для родителей, правила безопасного пользования Интернетом для детей, флеш-игру «Урок безопасного и полезного Интернета» с героями Интернешка и Митясик.

«Лаборатория Касперского» разработала серию мультфильмов, направленную на информирование детей о безопасном поведении в Интернете https://kids.kaspersky.ru/category/entertainment/multfilmy/). На данный момент опубликованы следующие мультфильмы: «Приключения робота Каспера – Овершеринг. Вред репутации.», «Приключения робота Каспера – Лайкомания», «Приключения робота Каспера – Опасность встречи в реале», «Приключения робота Каспера – общение в игре», «Приключения робота Каспера – Приватность аккаунтов», «Приключения робота Каспера – Пароли», «Приключения робота Каспера – мошенничество в Интернете», «Приключения робота Каспера – Пиратские сайты», «Приключения робота Каспера – Покупки в играх», «Приключения робота Каспера – Фишинг», и множество других полезных мультфильмов.

Проведение эпизодических внеурочных мероприятий, например классных часов, дает возможность познакомить учащихся с опасностями и проблемами, с которыми они могут столкнуться в Интернете, но не позволяет сформировать должного уровня знаний и навыков учащихся в области информационной безопасности. Более целесообразным представляется организация систематических внеурочных мероприятий, которые охватывают не одно занятие, а целый курс. Кроме того, разработка отдельного курса, посвященного изучению правил безопасного пребывания в Интернете, продиктована тем, что учебники начальной школы, представленные в федеральном перечне учебников, рекомендованных к использованию при реализации программ общего образования, практически не представляют материала для изучения данной темы.

Необходимость проведения курса «Основы информационной безопасности» на внеурочных занятиях обусловлена также и тем, что предельно допустимая аудиторная нагрузка на учащихся не позволяет осуществить курс, направленный на изучение младшими школьниками вопросов информационной безопасности в рамках урочных занятий.

Разработанный курс «Основы информационной безопасности» ориентирован на учеников начальной школы и учитывает возрастные и психологические особенности учащихся начальных классов: занятия проходят в игровой форме, используются адаптированные русские народные сказки по тематике изучаемой темы, часть материала представлена в стихотворной форме, используются ребусы, загадки. Особое место в курсе уделено творческим заданиям, которые способствуют формированию таких личностных качеств школьников, как любознательность, трудолюбие, наблюдательность, самостоятельность. Курс ориентирован на развитие критического мышления. Занятия строиться  в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом начального общего образования и концепцией системно-деятельностного подхода, который подразумевает активную и разностороннюю максимально самостоятельную познавательную деятельность учащегося, в процессе которой формируется личность учащегося, то есть школьник не получает знания в готовом виде, ученик посредством незначительной помощи (направления) учителя, анализируя полученную задачу, самостоятельно приходит к правильному выводу, тем самым учащийся не только запоминает факт/правило/аксиому/событие, но еще и устанавливает причинно-следственные связи.

Отличительной особенностью курса «Основы информационной безопасности» является работа не только с обучающимися, но и с их родителями. Перед началом курса проводиться родительское собрание, на котором представляется цель и задачи курса, рабочая программа, планируемые результаты обучения, а также проводиться анкетирование родителей с целью оценки уровня защищенности детей. Также раздаются заранее подготовленные памятки, которые освещают способы защиты детей от информационных угроз.

Домашние задания для учащихся носят рекомендательный характер и направлены на выполнение творческих заданий, например таких, как выполнение рисунков, сочинение стихотворений, сказок на заданную тему.

Эффективным методом для развития творческого потенциала учащихся, закрепления пройденного материала, а также повышения заинтересованности курсом других учащихся школы является проектная работа. Выполнение проектной работа реализуется в течение всего курса и может включать, например, создание стенгазеты, которая подразумевает работу всей группы обучающихся. Ученики по мере прохождения тем курса изображают на стенгазете разнообразные рисунки, правила, запреты, телефоны доверия, контакты, куда можно обратиться со своей проблемой. По завершению проекта стенгазету можно разместить на видном месте в школе. Отмечено, что ученики других классов, которые не проходили курс, активно интересуются сделанной руками учеников других классов стенгазетой и информацией, размещенной на ней. Таким образом, курс начинает охватывать не только учащихся, которые посещают курс, родителей данных учащихся, но и учеников других классов.

После прохождения курса ученики совместно с педагогом, проводящим курс, могут подготовить открытое занятие для учащихся других классов, которые не посещали курс. Самостоятельное проведение учениками такого рода занятия способствует закреплению материала, а также способствует повышению уровня интереса к проблеме обеспечения информационной безопасности других обучающихся и педагогов.

Приведем содержание разработанного курса «Основы информационной безопасности».

Таблица 1. Содержание курса
«Основы информационной безопасности»

Формирование знаний и навыков младших школьников в области обеспечения информационной безопасности является актуальной педагогической задачей [2] для современной общеобразовательной школы, эффективное решение которой возможно в форме систематических внеурочных занятий, направленных на подготовку учащихся к безопасному использованию ресурсов Интернета в учебной деятельности и социальном пространстве.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Бокова Л.Н. За рубежом поражены масштабностью и эффективностью нашего Единого урока и перенимают российский опыт // Единый урок безопасности. 2017. № 4(26). С.5-9.
2. Малых Т.А. Педагогические условия развития информационной безопасности младшего школьника: дис. … канд. пед. наук. Иркутск, 2008.
3. Солдатова Г.У., Шляпников В.Н. Игры, мультики, учёба // Дети в информационном обществе. 2014. № 17. С. 34–43.
4. Федосов А.Ю. Обеспечение информационной безопасности школьников // Педагогическая информатика. 2010. № 1. С. 32-37.

Аннотация. Подготовка учащихся к безопасному поведению в сети Интернет — одна из важнейших задач общеобразовательной школы, признанная на государственном уровне, что подтверждается утвержденным распоряжением Правительства РФ от 2 декабря 2015 года «Концепции информационной безопасности детей на 2018-2020 годы», а также изданием 27 февраля 2018 года приказа «Об утверждении плана мероприятий по реализации Концепции информационной безопасности детей на 2018-2020 годы». В рамках реализации этого плана  в октябре 2018 года в Архангельской области прошла Первая неделя кибербезопасности. Статья посвящена описанию одного из мероприятий этой недели — конкурса задач по кибербезопасности. В статье представлены концептуальные основы разработки системы конкурсных заданий, предложенных учащимся различных классов основной школы, приведены примеры задач с решениями. Авторы статьи полагают, что включение подобных задач в содержание школьных учебников информатики даст учителям действительно эффективные инструменты для подготовки учащихся к распознаванию кибеугроз и правильному поведению при встрече с ними.

Ключевые слова: кибербезопасность, киберугроза, уровни готовности, конкурс задач по кибербезопасности.

1. Введение

Проникновение глобальной сети во все сферы жизнедеятельности современного общества привело к вовлечению в информационное пространство и подрастающего поколения. Родители, покупая своим детям компьютеры и мобильные компьютерные устройства, далеко не всегда задумываются над тем, с какими опасностями могут встретиться их дети в киберпространстве. На территории школы эти угрозы минимизированы ограничением доступа обучающихся к видам информации, распространяемой по сети Интернет, причиняющей вред их здоровью или развитию и не соответствующей задачам образования [1]. За стенами школы дети оказываются один на один с этими угрозами. Сколько времени ученики основной школы проводят в сети Интернет? Чем привлекает их киберпространство? Ответы на эти вопросы авторы статьи попытались получить, проведя опрос учащихся одной из школ города Архангельска. В опросе приняло участие 320 школьников 7-9 классов. Результаты показали, что среднее время, которое они проводят в Интернете, составляет от 1,5 до 4 часов. Это время дети тратят на выполнение домашних заданий, просмотр фильмов, on-line игры, общение в социальных сетях. При этом 72% опрошенных отметили, что встречались с негативной, неприятной и даже опасной информацией в сети. К ней школьники отнесли навязчивую рекламу, приглашение стать участником «необычной» группы, предложение больших скидок в обмен на сообщение личных данных (номер мобильного телефона, логин и пароль для входа в социальную сеть и т.д.), приглашение встретиться в реальной жизни с новыми интернет-знакомыми. Дети указали, что испытали чувство дискомфорта и даже страха в некоторых ситуациях, но далеко не все из них обращались за помощью к родителям и друзьям.

Раскрыть перед учащимися спектр возможных рисков киберпространства, научить их правильному поведению при встрече с киберугрозой — это задача, решение которой сегодня возложена на общеобразовательную школу. Для оказания помощи школам в её решении были разработаны методические рекомендации [2] по включению в учебные планы общеобразовательных школ курса «Основы кибербезопасности» и модернизации учебных программ уже существующих предметов под задачи обучения учащихся безопасному поведению в сети Интернет. Главная цель данного курса состоит в том, чтобы дать учащимся общие представления о безопасности в информационном обществе, на этой основе сформировать у обучающихся понимание технологий информационной безопасности и умения применять правила кибербезопасности во всех сферах деятельности. Содержание курса представлено модулями, раскрывающими способы борьбы с тем или иным видом киберугроз: «Проблемы интернет-зависимости», «Мошеннические действия в Интернете. Киберпреступления», «Правовые аспекты защиты киберпространства» и др. Кроме перечня модулей и требований к результатам их освоения в методических рекомендациях представлены примеры учебных занятий, отнесенных к разным предметам и ориентированных на решение задач обучения учащихся кибербезопасности.

Анализ этих разработок, а также разработок, предлагаемых самими учителями ([3], [4] и др.), свидетельствует о том, что ведущим средством формирования навыков безопасного поведения в киберпространстве остаются материалы инструктивного характера.

Понимая недостаточность данных материалов, авторы статьи предлагают дополнить их ситуационными задачами на распознавание киберугроз и принятие правильных решений при встрече с ними. Именно такие задачи и предлагались участникам конкурса, проведенного в Архангельской области в рамках Первой областной недели кибербезопасности в октябре 2018 года.

2. Теоретические основы разработки задач по кибербезопасности

За основу разработки содержания задач были взяты тематические модули методических рекомендаций «Основы кибербезопасности» [2]. С учетом возрастных особенностей, интересов и деятельности учащихся в киберпространстве они были детализированы. Так, в рамках модуля «Общие сведения о безопасности ПК и Интернета» в 5 классе рассматривались компьютерные игры (бесплатные и платные) и особенности осуществления покупок в Интернет, в 6 классе внимание было уделено вопросам киберугроз для мобильных устройств, задания в 7 классе были направлены на раскрытие особенностей защиты персональных данных, в 8 и 9 классах задания включали учащихся в деятельность раскрытия киберпреступлений, их предотвращения и борьбы с ними. Приведем примеры задач, проверяющих владение содержанием модуля «Общие сведения о безопасности ПК и Интернета» курса «Основы кибербезопасности» у учащихся разного возраста.

Задача 1 (5 класс)

Инструкция. Выберите из предложенных несколько верных вариантов ответа.

Задание. Разработчик игры «Stoon» потратил пять лет на её создание. Когда «Stoon» вышел в прокат, мальчик Лёня очень захотел приобрести эту игру. Придя в магазин, он обнаружил, что у неё высокая стоимость, поэтому решил обратиться в Интернет за помощью. В сети перейдя по первой ссылке, Лёня увидел надпись: «Игра «Stoon» бесплатная и скачать её можно по данной ссылке ниже». Из представленных ниже вариантов выберите тот, который Вы предложили бы Лёне.

• Скачать игру с данного сайта, так как там она бесплатная.
• Попросить денег у родителей и купить в магазине.
• Продолжить искать игру в интернете с возможностью купить её со скидкой.

Правильные ответы: б и в.

Задача 2 (6 класс)

Инструкция. Прочитайте описание ситуации и дайте развёрнутые ответы на поставленные вопросы.

Задание. Мама Кати, придя на работу, обнаружила, что забыла дома свой мобильный телефон. С рабочего телефона она позвонила Кате с просьбой принести ей его на работу. Закончив разговор, Катя услышала, что в соседней комнате на мамин мобильный телефон пришло СМС-сообщение. Так как у Кати с мамой были доверительные отношения, девочка прочитала полученное СМС-сообщение. Катя заметила, что сообщение пришло от неизвестного отправителя. Оно содержало следующий текст: «Доброго времени суток! По вашим паспортным данным найдены страховые начисления в размере 47 руб. Подробности на сайте: http://snils-gost.online». Девочка, не задумываясь о последствиях, перешла по ссылке. В открывшемся окне браузера не было никакой информации о паспортных данных мамы, и Катя его закрыла. Через пару минут на мобильный телефон пришло СМС-сообщение от сотового оператора: «Ваш баланс менее 5 рублей». Заподозрив, что исчезновение средств связано с переходом по ссылке из СМС-сообщения, Катя испугалась и побежала на работу к маме.

• Какие ошибки допустила Катя?
• Какие последствия могут возникнуть в результате действий Кати? Обоснуйте свой ответ.
• Составьте рекомендацию для детей, в которой будет содержаться описание признаков СМС-мошенничества и правил поведения при встрече с ними.

Правильные ответы:

а) Прочитала сообщение, адресованное не ей, перешла по подозрительной ссылке.

б) Переход по ссылке может привести к тому, что 1) произойдет списание денег со счета, 2) в телефон будут загружены вирусы, которые прекратят нормальную работу устройства и скачают все персональные данные, 3) при подключении телефона к компьютеру произойдет заражение и этого устройства.

в) Признаки СМС-мошенничества: номер от неизвестного отправителя; номер очень короткий; в сообщении содержится информация о выигрыше, для получения которого необходимо перейти по указанной ссылке; требование обратного звонка; просьба о помощи, связанной с переводом денег. Правила поведения: никогда не перезванивать и не переводить деньги; удалить СМС-сообщение; перезвонить своему мобильному оператору для решения «проблемы»; установить антивирусную программу на телефон.

Задача 3 (7 класс)

Инструкция. Дайте краткий ответ.

Задание. Вам пришло письмо на электронную почту следующего содержания: «Для подтверждения того, что Вы являетесь настоящим пользователем «Вконтакте», перейдите по ссылке https://vvk.com/id47073790». Стоит ли переходить по ссылке и почему? Обоснуйте свой ответ.

Правильный ответ. Переходить по ссылке нельзя. Данный адрес не является официальным адресом сайта «Вконтакте», так как в адресе имеется лишняя буква v — vvk.com. Если при переходе по этой ссылке вести свой логин и пароль, то мошенник получит доступ к вашим персональным данным.

Задача 4 (8 класс)

Инструкция. Прочитайте описание ситуации и дайте развернутые ответы на поставленные вопросы.

Задание. Гуляя по торговому центру, Таня увидела платье, которое ей очень понравилось, но оно было дорогим. Девочка решила проверить, сколько это платье стоит в интернет-магазине. Не задумываясь, она подключилась к одной из обнаруженных открытых сетей «FreeWiFi». Зайдя на сайт интернет-магазина, девочка обнаружила точно такое же платье её размера, но по цене в 3 раза дешевле. Обрадовавшись, Таня оформила онлайн-покупку, введя номер банковской карты и трехзначный код с обратной стороны карты. После этого она авторизовалась в социальной сети и своей радостной новостью поделилась с подружкой.

1. Какие ошибки совершила Таня?
2. Какие негативные последствия совершенного ею поступка могут возникнуть? Обоснуйте свой ответ.
3. вСформулируйте правила, которыми нужно руководствоваться при использовании общественной Wi-Fi сети.

Правильные ответы.

1. Подключившись к общественной Wi-Fi сети, Таня передала конфиденциальные данные: ввела номер и код с банковской карты, авторизовалась в социальной сети – ввела логин и пароль.
2. Негативные последствия совершенного поступка: злоумышленники с применением введенного Таней логина и пароля могут «взломать» её страницу в социальной сети, тем самым узнать личную информацию, от лица Тани просить у «друзей» деньги, шантажировать саму Таню и т.д. Кроме того, так как при оплате покупки Таня ввела трехзначный код с карты, то теперь ее картой могут воспользоваться мошенники, оплачивая свои покупки в Интернете.
3. Правила: не доверять сетям с подозрительными названиями (FreeInternet или FreeWiFi), не совершать онлайн-покупки и банковские переводы в общественных сетях, не передавать конфиденциальную информацию, не вводить логины и пароли от различных сайтов.

Задача 5 (9 класс)

Инструкция. Прочитайте описание ситуации и дайте развернутые ответы на поставленные вопросы.

Задание. Света (16 лет) рассталась со своим молодым человеком и очень переживала по этому поводу. Для того чтобы разобраться в причинах расставания, девушка начала поиск информации об отношениях между людьми противоположного пола в Интернете. На одном из форумов Света прочитала похожую историю. Она написала автору сообщение, тем самым начав переписку с незнакомым человеком. Виртуальный собеседник сообщил о себе, что её зовут Настя, и живет она в том же городе. Они вместе обсуждали произошедшее, делились чувствами и переживаниями. В одном из сообщений Настя написала, что для того, чтобы забыть несчастную любовь, нужно найти увлечение, хобби. Настя предложила Свете встретиться и пойти вместе в студию танцев.

1. Стоит ли Свете согласиться на встречу с Настей? Обоснуйте свой ответ.
2. Какими могут быть негативные последствия встречи Светы и её виртуального собеседника?
3. Какими способами Света могла бы себя обезопасить?

Правильные ответы.

1. Свете не стоит соглашаться на встречу, так как она не может быть уверена, что виртуальный собеседник действительно является тем, за кого себя выдаёт.
2. Возможные негативные последствия: вовлекут в религиозные или экстремистские организации, станет жертвой реального преступника. 
3. Собираясь на встречу, Света должна обязательно сообщить кому-то из близких, на встречу с кем и куда она пошла, когда выйдет на связь. Встречу назначить в людном и хорошо знакомом месте.

Приведенные примеры показывают, что задачи носили в основном ситуационный характер, то есть описывали ситуации, с которыми ученики встречались или могли встретиться в жизни. Требования задач формулировались таким образом, чтобы включать учащихся в виды деятельности, отнесенные к разным уровням освоения содержания курса «Основы кибербезопасности».

Уровни определялись в соответствии с таксонометрией уровней освоения знаний В.П.Беспалько: знания — представления, знания — копии, знания — умения, знания — трансформации. Так, задачи первого уровня сложности требовали от учащихся правильного распознать наличие и вид киберугрозы. Задачи второго уровня — выбрать из числа предложенных выходов из ситуации тот, который соответствует описанной киберугрозе. Задачи третьего уровня — применить в стандартной ситуации освоенные способы действия при встрече с киберугрозой. Задачи четвертого уровня — принять собственное обоснованное решение в нестандартной ситуации встречи с киберугрозой. В таблице 1 представлены примеры задач, соответствующих уровней, адресованные учащимся 5 класса.

Таблица 1

Уровни готовности к принятию обоснованных решений в ситуациях встречи с киберугрозами

Представленное в таблице задание 1 позволит не только выявить наличие у школьников представлений о таком понятии, как «вирусная программа», но и определить содержащиеся в их субъектном опыте знания о способах распространения вирусных программ. Задание 7 вовлечет пятиклассников в деятельность раскрытия содержания понятия «интернет-зависимость». Выполнение данного задания основано на осознании школьниками существующих видов интернет-зависимости. Задание 13 позволит пятиклассникам четко и кратко описать особенности действий в стандартной ситуации заражения компьютера вирусом. Их решение основано на информации, полученной на уроках информатики и на классном часе, тема которого «Безопасный Интернет». Школьники знают признаки заражения компьютерным вирусом и способы борьбы с ним с помощью антивирусных программ. Содержание задания 16 многокомпонентно. Оно включает в себя такие аспекты кибербезопасности, как правила общения в Интернете, персональные данные, виды киберпреступлений. При этом школьникам представлено описание возможных последствий нарушения данных правил. На уровне явных знаний пятиклассники составят список ошибок, которые совершил герой задания (предоставил неизвестному человеку, который оказался киберпреступником, личную информацию о себе и о своей семье), далее они продумают, как избежать ситуации, в которой оказался герой, и, наконец, выступая в роли эксперта, сами составят рекомендацию для детей, оказавшихся в похожей ситуации.

Для организационной и методической поддержки конкурса задач по кибербезопасности была создана отдельная страница сайта «Неделя кибербезопасности» [5], на которой можно было зарегистрироваться и затем ознакомиться с результатами (рисунок 1).

Рисунок 1  — Страница сайта «Неделя кибербезопасности»

3. Итоги конкурса задач по кибербезопасности

Конкурс задач по кибербезопасности впервые состоялся 27 октября 2018 года на базе Высшей школы информационных технологий и автоматизированных систем Северного Арктического федерального университета имени М.В.Ломоносова. Он представлял собой завершающее мероприятие Первой областной недели кибербезопасности. В её рамках были проведены классные часы «Безопасный Интернет», конкурс на лучшее сочинение по теме, раскрывающей особенности кибербезопасности, конкурс рисунков, позволяющий раскрыть творческий потенциал детей и отразить их представления о киберпространстве, родительские собрания, тема которых «Кибербезопасность». Особенность организации и проведения конкурса задач по кибербезопасности состояла в том, что непосредственно составлением заданий занимались студенты, обучающиеся по направлению подготовки 44.03.05 Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки: «Математика» и «Информатика»).

В конкурсе приняли участие учащиеся 5–9 классов школ города Архангельска. Первичный анализ полученных результатов показал, что большинство участвовавших в конкурсе школьников распознают типичные ситуации риска, знают возможные последствия принятия неверного решения, стараются выбирать наиболее оптимальную стратегию поведения при встрече с киберугрозой.

4. Выводы

Каждый школьник должен быть компетентен в области кибербезопасности. Он должен не только осознавать угрозы киберпространства, но и уметь принимать правильные решения в ситуациях встречи с киберпреступниками. Как показал наш опыт, именно конкурс задач по кибербезопасности выступает эффективным средством подготовки школьников к безопасному поведению в киберпространстве.

Мы полагаем, что в будущем данный конкурс должен быть дополнен конкурсом на самостоятельное составление задач по кибербезопасности, что позволит большему количеству учащихся достигнуть 4 уровня готовности к принятию обоснованных решений в ситуациях встречи с киберугрозами. Мы предполагаем, что этот конкурс будет проходить в два этапа. На первом этапе, который планируется проводить заочно, будут отобраны лучшие работы школьников. В дальнейшем их авторы будут приглашены на второй, очный этап, который состоится на базе Высшей школы информационных технологий и автоматизированных систем Северного Арктического федерального университета имени М.В.Ломоносова.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Правила подключения общеобразовательных учреждений к единой системе контент-фильтрации доступа к сети Интернет, реализованной Министерством образования и науки Российской Федерации http://docs.cntd.ru/document/499053312
2. Методические рекомендации «Основы кибербезопасности» (URL: https://www.единыйурок.рф/osnovy )
3. Караваева, Н.В. Интегрированный урок информатики и ОБЖ для 6 класса по теме «ОБЖ в сети Интернет»     http://www.59428s002.edusite.ru/p174aa1.html
4. Горячева, Т.А. Конспект урока информатики и ИКТ по теме «Безопасный Интернет» (9 класс) http://mucro.goruno-dubna.ru/wp-content/uploads/2015/11/Sbornik-bezopasnyj-internet.pdf
5. Неделя кибербезопасности (URL: http://itprojects.narfu.ru/cybersecurity/)

Аннотация: В работе рассмотрены возможности использования сочетания методов обучения: наглядного, практического и гностического при обучении программированию на этапе закрепления теоретического материала. Приводятся конкретные примеры реализации при обучении объектно-ориентированному программированию.

Ключевые слова: школьный курс информатики, объектно-ориентированное программирование, наглядный метод обучения, практическая работа, эвристический метод.

На всех ступенях общего образования, в условиях федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС), большое внимание уделяется достижению личностных результатов освоения основной образовательной программы. В связи с этим значительная часть содержания программ по информатике посвящено изучению алгоритмизации и программирования. Практика по программированию развивает мышление ученика, обеспечивает становление культуры человека при работе с информацией.

Программирование — динамично развивающаяся отрасль науки информатики. Программные и технические средства постоянно усовершенствуются, в результате чего появляются новые методологии и технологии, которые служат основой для разработки более современного программного обеспечения. В современном школьном курсе информатики представлены следующие технологии:

• структурное программирование, которое представляет задачу в виде иерархии подзадач простейшей структуры;
• объектно-ориентированное программирование (ООП) представляющее собой технологию создания программного обеспечения, которая основана на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определенного типа (класса), а классы образуют иерархию с наследованием свойств;
• визуально-событийное программирование, представляющее собой определение интерфейса пользователя на экране с помощью доступных графических объектов и написание для каждого возможного события обрабатывающего метода.

В большинстве учебно-методических комплектов по информатике для основной школы рассматриваются азы структурного программирования (основные управляющие конструкции языка). Далее в старшей школе продолжается изучение структурного программирования: повторяются алгоритмические конструкции, рассматриваются подпрограммы и метод последовательной детализации, используются структурированные типы данных. В основном авторы отдают предпочтение проверенному языку программирования Паскаль, так как он хорошо подходит для обучения.

Изучение программирования на углубленном уровне помимо общеразвивающей преследует и профориентационую цель, а именно: дать представление о профессиональном программировании. Поэтому авторами рассматривается объектно-ориентированное программирование с дальнейшим выходом на визуально-событийное программирование в интегрированной среде разработки программного обеспечения. Например, в учебнике для 11 класса И.Г. Семакина, Е.К. Хеннера, Л.В. Шестаковой углубленного уровня, ООП рассматривается в главе «Методы программирования». А в учебнике для 11 класса углубленного уровня К.Ю. Полякова и Е.А. Еремина вопросы, связанные с ООП разбираются в главе «Объектно-ориентированное программирование». В обоих случаях коды фрагментов программ рассматриваются на языке Object Pascal. В качестве среды разработки программного обеспечения предлагается использовать Delphi, Free Pascal или Lazarus.

Принципы ООП в основном поясняются на примерах фрагментов консольных приложений в тексте учебника. На практике сразу предлагается разработка оконных приложений, где уже используются компоненты VCL. В связи с этим принципы ООП так и остаются некоторой абстракцией, неопробованной учащимися. Понятно, что трудоемкость разработки, сложность материала и обычная нехватка времени не позволяет предлагать учащимся с разными способностями разрабатывать с нуля программы с использованием собственных классов. Что можно предпринять в такой ситуации? Как организовать закрепление теоретического материала?

По классификации Ю.К. Бабанского в группе методов обучения для организации и осуществления учебно-познавательной деятельности выделяются следующие методы: перцептивные, словесные, наглядные, практические, логические, гностические и самоуправления учебными действиями [2]. На наш взгляд, наиболее оптимальным при обучении сложным темам по программированию, в частности принципам ООП, является сочетание наглядного, практического и гностического методов обучения.

Еще Я.А.Коменский провозгласил «золотое правило дидактики»: «Если мы намерены насаждать в учащихся истинные и достоверные знания, то мы должны стремиться обучать всему при помощи личного наблюдения и чувственной наглядности». В качестве наглядного материала мы уже много лет предлагаем обучаемым демонстрационные примеры, то есть программы-заготовки.

Использование метода демонстрационных примеров при обучении программированию базируется на концепции известного методиста в обучении программированию Н.Вирта. Считая программирование искусством конструирования, он предлагал тщательно отбирать и рассматривать характерные примеры [1]. Метод демонстрационных примеров подробно рассмотрен в докторской диссертации М.В.Шведского. М.В.Швецкий демонстрационные примеры для обучения программированию подразделяет на четыре типа [3]:

1) примеры, иллюстрирующие определенные аспекты синтаксиса и семантики выбранного языка программирования;
2) примеры, демонстрирующие реализацию классических алгоритмов (поиск, сортировка, обходы деревьев и т.д.);
3) примеры, демонстрирующие реализацию структур данных с помощью средств изучаемого языка программирования;
4) примеры, демонстрирующие реализацию объектов в изучаемом студентами языке программирования.

Как раз о последнем типе примеров мы и ведем речь. Обучение на готовых демонстрационных примерах, безусловно, способствует пониманию и лучшему усвоению материала. Тем не менее, навыки самостоятельного программирования при этом не вырабатываются. Необходим деятельностный подход, что обеспечивается практическим методом обучения.

Практический метод обучения может быть реализован посредством упражнений, лабораторных работ, практических работ или познавательных игр. Мы обычно проводим практические работы, которые направлены на выработку умения применять знания на практике. Практическая работа проводится после изучения теоретического материала по основам ООП и включает:

• предварительный инструктаж;
• выполнение работы;
• поэтапный контроль выполнения с озвучиванием необходимого результата;
• проверку и оценивание.

Задания в практической работе нами выстраиваются на основе гностического метода обучения, а именно частично-поискового (эвристического). В эвристическом методе особая роль отводится эвристическим вопросам, которые задают стратегию творческого поиска. Каждое задание формулируется и затем к нему выстраивается последовательность наводящих (эвристических) вопросов.

Таким образом, мы используем сочетание наглядного (привлечение демонстрационных примеров), практического (проведение практической работы) и гностического (последовательность эвристических вопросов) методов. В качестве примера приведем печатный раздаточный материал для практической работы «Принципы ООП: инкапсуляция и полиморфизм» (Раздаточный материал) и листинги предоставляемых программ (Листинг 1, Листинг 2) для среды PascalABC.NET.

Раздаточный материал – Практическая работа. Принципы ООП (инкапсуляция, наследование)

1. Скопируйте в текущий каталог среды PascalABC.NET файлы pas, z_oop.pas. Откройте файл unit_Person.pas, ознакомьтесь с содержанием модуля unit_Person (какой класс описан, какие секции представлены в описании, как реализована процедура). Проведите компиляцию программы. Удостоверьтесь, что в текущем каталоге создан файл unit_Person.pcu.
2. Откройте файл z_oop.pas, ознакомьтесь с его содержанием. Запустите программу z_oop.pas. Каковы результаты ее выполнения? Измените примеры тестирования модуля unit_Person.
3. Добавьте в содержание модуля unit_Person еще один метод, доступный пользователю и реализующий приветствие с объектом класса Person

Наводящие вопросы:

• Чем отличаются секции private и public в описании типа class?
• В какой из этих секций описываются методы, доступные пользователю?
• Что представляет собой описание метода для типа class?
• В каком разделе модуля представляется реализация метода?

4. Вновь сохраните и проведите компиляцию pas. Протестируйте измененный модуль, а именно: в файл z_oop.pas добавьте обращение к новому методу (процедуре); запустите программу; проанализируйте изменения.
5. Дополните текст модуля unit_Person описанием класса-наследника student с дополнительной характеристикой – учебным заведением (УЗ):

Наводящие вопросы:

• Как в описании класса-наследника указывается базовый (родительский) класс?
• Нужно ли дублировать описание полей и свойств базового класса в классе-наследнике?
• К какой категории относится дополнительная характеристика УЗ: поле, свойство, метод?
• В какой секции дополнительная характеристика УЗ должна быть описана?
• Нужны ли изменения в конструкторе Create?
• В случае описания дополнительной характеристики УЗ в разделе Private как организовать возможность ее изменения?
• Какие из методов нужно переопределить (представить измененное описание)?

6. Вновь сохраните и проведите компиляцию pas. Протестируйте измененный модуль, а именно: в файл z_oop.pas добавьте создание объекта нового класса и обращение к его методам; запустите программу; проанализируйте изменения.

Использование сочетания наглядного, практического и гностического методов обучения в представленной реализации обеспечивает более эффективное использование учебного времени, а также активизацию учебно-познавательной деятельности обучаемых. Оно в полной мере отвечает требованиям ФГОС в плане использования деятельностного в обучении. Это сочетание может быть с успехом использовано и при обучении другим темам по программированию.

Безусловно, что продолжением рассмотрения технологии ООП должна быть его реализация в интегрированной среде разработки программного обеспечения. При использовании визуальной среды появляется возможность проектировать некоторую часть, например, интерфейсы будущего продукта с применением визуальных средств добавления и настройки специальных библиотечных компонентов. В заключении хотелось бы отметить, что на сегодняшний день ООП является одним из ведущих подходов в программировании. Изучение в школе ООП способствует формированию современного взгляда на программирование и является одним из способов профориентационной работы.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Вирт Н. Систематическое программирование. Введение. Пер. с англ., Издательство «Мир». Москва 1977
2. Педагогика. / Под ред. Ю.К. Бабанского. — М.: Просвещение, 1983.
3. Швецкий М.В. Методическая система фундаментальной подготовки будущих учителей информатики в педагогическом вузе в условиях двухступенчатого образования. : дисс. … докт. пед. наук. –СПб., 1994.-446с.

Аннотация: Компьютерные науки и вычислительная техника становятся все более важной составляющей для современного общества. Направление, связанное с вычислительной техникой в системе начального и среднего образования, представлено в недостаточном объеме для дальнейшего формирования устойчивых навыков владения востребованными технологиями у выпускников. Вычислительная техника традиционно была основной дисциплиной университетского уровня, и не существует общепринятых мировых стандартов ее изучения на уровне системы школьного образования. Повышенный интерес к данной области является довольно новым, при этом объем исследований по обобщению опыта внедрения направления, связанного с вычислительной техникой, на данный момент недостаточен для формирования суждений о характере и способах встраивания в учебный процесс школы. В этой статье мы рассмотрим зарубежный опыт некоторых стран в вопросах к внедрению вычислений в свое непрерывное школьное образование. Изучаемые страны либо акцентируют внимание на цифровых компетенциях вместе с программированием, либо на более широком предмете вычислительной техники или информатики. Вычислительное мышление редко упоминается в явном виде, но идеи часто включаются в той или иной форме. Наиболее распространенная модель заключается в том, чтобы внедрить данное направление в качестве обязательного в начальной школе и на факультативном уровне в средней школе.

Ключевые слова: компьютерное (вычислительное) мышление, информатика, вычислительная техника, начальное образование, среднее образование.

Введение. В последние годы педагогическая общественность активно обсуждает вопросы содержания среднего образования в области математики, физики, техники, компьютерных наук, а также роли программирования и вычислений для обучающихся по государственным программам школьного образования [7, 12]. На основе анализа полученных в ходе исследований результатов все большее число стран внедряют вопросы изучения компьютерной техники в свою школьную программу. Например, в Европе большинство стран (17 из 21), принявших участие в исследовании, проведенном Европейской школьной сетью, сообщили готовности разрабатывать и активно внедрять в школьную практику изучение вычислительной техники [1]. В зависимости от национальной политики во области образования отдельные страны реализуют различные модели и подходы в данном вопросе: некоторые страны сосредоточены на непрерывном 12-летнем образовании в области вычислительной техники, другие в основном касаются либо девяти классов, либо уровня старшей школы. Некоторые страны ввели компьютеризацию в качестве отдельного предмета (например, Англия [14]), в то время как другие решили интегрировать данное направление с другими предметами, например, сделав программирование междисциплинарным элементом, который будет отображаться во всей учебной программе. Первый подход представляется наиболее естественной альтернативой, но существуют различные причины, по которым некоторые страны выбирают последнее направление:

• отсутствие свободного содержательного пространства в учебном плане или стандарте образования для введения нового предмета в учебную программу;
• позволяя учащимся увидеть и почувствовать использование программирования по различным предметам, рассматривается способ повышения интереса среди групп школьников, у которых не предусмотрена профилизация или углубление в области компьютерных наук;
• вычислительное мышление считается все более значимым в социальных областях, оно предоставляет основу для формирования базовых компетенций для дальнейшего развития ИКТ-компетенций и решения все более сложных проблем. Поскольку вычислительная техника традиционно была в основном дисциплиной университетского уровня, не существует общепринятых стандартов содержания непрерывного школьного образования в данной области;
• глобальный интерес к данной области является довольно новым, объем исследований, подтверждающих степень влияния предлагаемых тем и направлений на формирование личности школьника ограничен, поэтому выделять отдельный учебный предмет на данном этапе неосмотрительно.

Для данной статьи проведен обзор различных моделей внедрения направлений, связанных с вычислительной техникой, программированием и вычислительным мышлением, в систему среднего школьного образования. Для получения достоверных результатов необходимо синтезировать текущую практику и тем самым способствовать общему пониманию различных подходов к внедрению вычислительной техники в школе. Рассмотрим на учебные программы или планы в следующих странах: Австралия, Англия, Финляндия, Новая Зеландия, Норвегия, Южная Корея, США. Для каждой страны кратко охарактеризуем национальную систему образования, текущее состояние вопросов по вычислительной технике в учебной программе и текущее состояние подготовки учителей. Важными вопросами, требующими пристального внимания, являются: Какие темы необходимо включить в изучение? Какие предметы следует охватить? Как в целом рассматриваемая тематика представлена во всей системе образования? Каковы желаемые последствия изменений? Какие специалисты отвечают за новое содержание? Какой тип профессиональной подготовки следует предложить учителям? Какие изменения внесены в программы на программы подготовки учителей? Каков критериальный аппарат оценки степени достижения ожидаемого результата? Каким образом и кем разрабатывается учебный материал?

Рассматриваемые национальные образовательные модели в странах либо акцентируют внимание на цифровых компетенциях вместе с программированием, либо на более широком предмете вычислительной техники или информатики. Вычислительное мышление редко упоминается явно, но идеи часто включаются в той или иной форме. Наиболее распространенная модель заключается в том, чтобы сделать данное направление обязательным в начальной и факультативным в средней школе, при этом несколько стран сделали его обязательным на обоих уровнях. Существуют модели введения изучения вычислительной техники только на этапе старшей школы.

Терминология. Информатика – это устоявшийся академический термин для научной дисциплины, лежащей в основе нынешней цифровизации и информационных технологий. Информатика и вычислительная техника обычно рассматриваются в комплексе, в зарубежной педагогике оба понятия относятся к общей области знаний, где вычислительная техника не рассматривается автономно от информатики. Программирование и кодирование обычно используются как синонимы при формировании содержания области, связанной с построением и реализацией алгоритмов. Европейский отчет [1] демонстрирует, что большинство европейских стран используют программирование или кодирование в своей учебной программе, выделяя данное направление или в отдельную дисциплину, или в качестве дидактической единицы.

Неоднозначное толкование на данный момент приобретает термин «вычислительное (или компьютерное) мышление», введенный в употребление Seymour Papert в 1996 году [15]. Глобализация цифрового мира трансформирует содержание данного термина, педагогическое и техническое сообщества с различных позиций характеризуют подходы к понимаю смысла, в публикациях присутствует немало критики неверных контекстов. В последние годы наблюдался рост популярности компьютерного (вычислительного) мышления как особой формы человеко-машинного взаимодействия, однако, не существует согласованного определения данного термина, оно основывается на «мыслительных процессах, связанных с формулированием проблем и их решениями, при этом решения представлены в форме, которая может быть выполнена исполнителем обработки информации» [20].

Все упомянутые выше термины значительно отличаются от информационных и коммуникационных технологий (ИТ, ИКТ), которые в основном ориентированы на компьютерную грамотность, то есть умение использовать компьютеры и их приложения в качестве инструментов.

Методология. Для обобщения опыта внедрения моделей компьютерного (вычислительного) мышления, информатики, вычислительной техники и программирования в образовательную практику средней школы в зарубежных странах были проанализированы действующие системы среднего образования, давшие положительную динамику на внедрение и результативность. Отдельные подходы находятся на этапе своего формирования и становления, другие концепции рассматривают встраивание тем, связанных с вычислительной техникой и программированием в официальную учебную программу. Выделим критерии, на основе которых будем проводить сравнительный анализ различных концепций и их реализаций:

• используемый термин для обозначения преподаваемой области знаний,
• роль в учебной программе начального уровня (обязательная/ факультативная / прочая);
• роль в учебной программе среднего образования (обязательная/ факультативная / прочая);
• интегрированный или самостоятельный компонент представляет рассматриваемую область знаний;
• предлагаемая стратегия и результативность;
• специалисты, ответственные за формирование содержательного контента;
• обучение и повышение квалификации учителей, реализующих образовательные программы;
• контингент преподавателей.

Обобщение опыта проводилось путем рассмотрения соответствующих документов по каждой стране, публикаций из официальных источников и результатов открытых исследований. Обзор проводился в соответствии с принципами контент-анализа [6]. Основная идея контент-анализа состоит в том, проанализировать текстовый материал, сократить и обобщить его в соответствии с заранее определенными или добавленными в ходе обобщения критериями.

Австралия. Австралийская система начального и среднего образования претерпевает значительные изменения с введением национальной учебной программы [9]. В 2015 году Австралия [8] одобрила национальную учебную программу в области технологии [18], которая включает как цифровые технологии, так и дизайн-технологию. В рамках Digital Technologies (DT) дети должны развивать навыки компьютерного (вычислительного) мышления и изучать данные, цифровые системы и способы реализации решений с помощью программирования. Согласно содержательной концепции, DT в австралийской учебной программе является «областью обучения» в автономной предметной области знаний наравне с английским языком, математикой, наукой, гуманитарными и социальными науками, искусством, здравоохранением и физическим образованием, а также иностранными языками. Возможности ИКТ в целом соответствуют целям обучения в области DT, а также представляют метапредметное ядро компетенций, востребованных другими областями знаний.

В Австралии начальная школа включает в себя первый год обучения, называемый Фондом (F), за которым следует год первый, второй и так далее года до 6 или 7 включительно (в зависимости от штата), а средняя школа  включает в себя годы 7 или 8 и до 12 года. Цели учебной программы организованы вокруг серии групп для каждого уровня года, от F до завершающего года обучения. В то время как цели и содержания начального образования являются обязательными, старшеклассники могут выбирать специализированные траектории в области обучения DT.

Учебная программа DT характеризуется акцентом на навыки вычислительного мышления и развитие цифровой грамотности. Процесс начинается в диапазоне F–2, при этом обучение основано на моделировании целенаправленной игры, облегчая учащимся понимание отношений между реальным и виртуальным мирами, использование технологии в коммуникации, осознание важности точных инструкций и простого решения задач в цифровом мире. На 3-6 годах учащиеся ориентируются на более широкое понимание воздействия технологии, включая семейные и групповые отношения, могут работать над более сложными проектами, ориентированными на практическое применение результатов. В этот период обучающиеся начинают разрабатывать алгоритмы с визуальным программным обеспечением. В течение 7-10 годов обучения ученики выходят за коммуникативные рамки своего первоначального сообщества, они вовлекаются в информационное взаимодействие с учетом социальных и этических норм поведения, решают более сложные задачи, используя технологии, и развивают понимание сложных и абстрактных процессов, используют языки программирования для решения задач и создания цифровых решений. Австралийские учителя начальной школы, как правило, являются универсальными педагогами, имеющими право преподавать в различных областях знаний, а в настоящее время они преподают компьютерные науки [19]. Для оказания учителям надлежащей поддержки по повышению квалификации были инициированы такие предложения, как массовые открытые онлайн курсы (МООК) в профессиональной области [19] и систематический обзор ресурсов компьютерных наук, востребованных учебных программ по преподаванию DT.

Англия. В Англии новая национальная учебная программа вступила в силу в 2014 году [4, 14], введя новый предмет – вычислительная техника и заменив предыдущую учебную программу по ИКТ. В настоящее время Англия является одной из немногих стран, которая уделяет основное внимание не программированию как интегрированному разделу, а более широкой дисциплине. Предмет вычислительная техника содержит три структурных компонента: информатика, информационные технологии и цифровая грамотность. Основной целью дисциплины является формирование у обучающихся набора навыков[14]:

• понимать и применять фундаментальные принципы и концепции информатики, включая абстракцию, логику, алгоритмы и представление данных;
• анализировать реальные задачи в вычислительных терминах, иметь повторный практический опыт написания компьютерных программ для решения таких задач;
• оценивать аналитически и применять информационные технологии, включая новые или незнакомые технологии, для решения практических задач;
• быть ответственными, компетентными, уверенными и творческими пользователями информационно-коммуникационных технологий.

Пути достижения поставленной цели различаются на четырех ключевых этапах, охватывающих как начальное, так и среднее образование. Вычислительная техника в школе (Computing at school – CAS) – национальное сообщество, продвигающее информатику в школе. Педагогическое взаимодействие реализуют центры CAS – встречи учителей, методистов и преподавателей, которые делятся идеями об обучении вычислительной технике в своих школах, классах и сообществах. Сеть концентраторов была признана успешной в рамках проекта CAS в контексте выстраивания общей методической концепции на основе положительного опыта, привлечения широкой аудитории преподавателей к реализации национальной программы. Учебные ресурсы включают в себя планы уроков и рекомендации для разных уровней, начиная с элементарных вычислений на первичном, вторичном уровнях, при этом формирование контента осуществляется как членами сообщества, так и практикующими учителями. CAS также предлагает аккредитацию для преподавателей вычислительной техники, обеспечивая профессиональное признание британским компьютерным обществом. Сертификат состоит из трех частей: философия профессионального развития, программирование и проектная деятельность, исследовательская деятельность в контексте программы. В стране существует альтернативная сеть обучения передовому опыту в области компьютерных наук, объединяющая специалистов, желающих работать совместно по наиболее востребованным вопросам и обеспечивающая профессиональное развитие.

Финляндия. В 2016 году в Финляндии вступили в силу новые национальные учебные программы, охватывающие как начальное (1-9 классы) [16], так и среднее (10-12 классы) [13] образование. В учебных программах повышенное внимание уделяется цифровой компетентности как междисциплинарной компоненте всех уровней. Содержание информатики в финской учебной программе включает программирование в качестве интегрированного элемента начального образования, в то время как содержание информатики не входит в учебную программу среднего уровня. На начальном уровне программирование явно упоминается в математике для 1-2 классов, в математике и ремесле для 3-9 классов. Кроме того, программирование входит в состав цифровой компетенции, охватывающей все предметы, – программирование может интегрироваться во всех предметах. В 1-6 классах учителя преподают все предметы, поэтому изменения в содержании отражаются на применяемых технологиях и рассматриваемых темах. В 7-9 классах учителя преподают по 2-3 предмета, поэтому информатика и программирование сводится к преподаванию математики и ремесленного обучения в контексте программирования в предметной области.

В Финляндии национальный совет по вопросам образования, а также Министерство образования и культуры финансируют проекты, программы профессионального развития и повышения квалификации для оказания поддержки учителям в освоении траекторий обучения и материалов для интеграции программ в преподавание и обучение. Помимо инициатив, поддерживаемых государством, различные мероприятия осуществляются также частными субъектами, университетами и организациями. В 2014 году Министерство образования и культуры опубликовало анонс специализированных программ подготовки учителей без отрыва от производства. Одна из принятых программ рассматривала технологии преподавания и обучения в цифровой среде.

Новая Зеландия. Информатика является автономным учебным предметом в течение последних трех классов основной школы, начиная с 2011 года. Ранее на этих же этапах обучения основное внимание уделялось обучению школьников в области грамотного и корректного использования компьютеров [2]. Программирование и информатика рассматриваются в контексте направления цифровых технологий: алгоритмизация и программирование, человеко-компьютерное взаимодействие, искусственный интеллект и компьютерная графика. Данные темы не рассматриваются подробно, у учащихся формируется первичное представление о вышеперечисленных направлениях и технологиях. Учащиеся после окончания основной школы имеют представление о предмете, задачах, методах и технологиях информатики [17], областях применения цифровых знаний.

Углубление в области программирования начинается с вводной работы в 10 год обучения, через эквивалент вводного университетского курса в 12 год [2]. Год 10 фокусируется на задачах, связанных с вводом и выводом данных,  может быть выражен в виде единой программы процедур с использованием последовательности, выбора и итерации, но требует только простых данных (без массивов, списков или структур). Год 11 фокусируется на задачах, решение которых включает несколько процедур, а также для структуризации данных используются индексированные структуры, поддерживаемые типовыми программными средствами. Год 12 требует использования базовых концепций объектно-ориентированного программирования (классы и объекты с инкапсуляцией, но не наследование) и простой реализации GUI с обработкой событий. В течение 10 и 11 лет разрешены к изучению графические языки программирования, такие как Scratch. Для 12 года требуется язык программирования высокого уровня. Многие школы вводят языковое программирование уже в 11 году, причем Python является самым популярным выбором среди сред реализации. Программирование и информатика также формально являются частью национального сертификата об образовательных достижениях (NCEA), основной оценки окончания школы [2].

Новая учебная программа была введена достаточно быстро со значительными проблемами в области подготовки учителей. В качестве поддержки был разработан последипломный дистанционный курс, позволяющий преподавателям получить формальную квалификацию в области преподавания информатики. Работа над CS Unplugged [3], начавшаяся в 1990-х годах, накопила опыт взаимодействия в области информатики без использования компьютеров и в условиях, когда было недостаточно времени для изучения программирования [2]. Для обеспечения преподавания учебного материала, который был признан методистами важным, был разработан бесплатный онлайн-справочник с открытым исходным кодом «CS Field Guide» – интерактивный сайт, который разрабатывается для предоставления информации на уровне, необходимом для новых стандартов информатики, включая дополнительные рекомендации для учителей. Управление на государственном уровне программой повышения квалификации учителей является актуальной задачей и важным элементом успеха преподавания информатики в школах.

Норвегия. Норвегия еще не ввела информатику и компьютерные науки в свою учебную программу, вместо этого на государственном уровне стартовало большое пилотное исследование в средних школах осенью 2016 год. В школах в качестве эксперимента введено программирование в форме факультатива для учащихся 8-10 годов обучения. Учебная программа определяет цель, которая состоит в обучении программированию, включая выявление проблем, разработку решений, систематическую отладку, валидацию кода и документирование решения понятным способом. Учащиеся должны выучить по крайней мере два языка программирования, и по крайней мере один должен быть языком высокого уровня. Важной мотивацией для учащихся является повышение общественного интереса к технологиям и востребованность специалистов в области проектирования и программирования.

Для подготовки учителей был подготовлен массовый открытый онлайн-курс (MOOС), для обеспечения учебного материала и профессионального развития в стране была начата кампания под названием «lær Kidsa Koding», которая предлагает информационную веб-поддержку для участников.

Южная Корея. Корейская школьная система состоит из 6 лет начальной школы, 3 лет средней школы и 3 лет старшей школы [5]. Компьютерное образование в Корее началось уже в 1971 году, а с 2000 года, когда южнокорейская инфраструктура ИКТ предоставила компьютер практически для каждого класса, содержание, связанное с компьютерами, стало почти обязательным, причем в каждом классе обучение продолжалось более 34 часов. В учебных программах средней и старшей школы этот предмет был определен как факультативный. В 2007 году компьютерное образование было заменено на информатику в национальной учебной программе, и основное внимание уделялось принципам и концепциям информатики.

С 2008 года государственная политика в области образования планирует сокращение число учащихся в области информатики на уровне средней и старшей школы [5], переведя занятия в форму факультативного обучения. В 2013 году был достигнут консенсус относительно важности образования в области компьютерных наук, а в 2018 году в Южной Корее введена новая учебная программа. Она состоит из обязательного предмета «Информатика» в средней школе и факультатива в старшей школе. Учебная программа охватывает цифровую грамотность, вычислительное мышление и программирование. Поскольку система образования в Южной Корее в значительной степени ориентирована на учебники, в настоящее время разрабатываются новые учебники для новой образовательной программы.

США. Система образования в Соединенных Штатах децентрализована. Каждый государственный школьный округ может иметь свои собственные учебные программы. В то же время на национальном уровне наблюдается тенденция к внедрению информатики для всех возрастных групп в школах. Ведущие организации прилагают согласованные усилия (ACM, CSTA, Code.org, CIC и NMSI) для организации обучения информатике и разработки базовых программ для обучения информатике с ориентацией на 12-летнее школьное обучение (К-12). Организации проводят непрерывный мониторинг востребованности в компьютерном сообществе ключевых направлений и компетенций специалистов: Что должны знать и уметь в области компьютерных наук выпускники программы К-12? Что общество ожидает от каждого ученика в начальной школе, в средней школе или к моменту окончания средней школы? В основе исследований лежит положение, что информатика обеспечивает фундаментальное обучение, приносящее пользу каждому ребенку. Цель исследований заключается в определении основных ожиданий и требований к компетенциям выпускника К-12, который должен иметь возможность узнать о компьютерных науках на этапе обучения в школе, чтобы подготовиться к новым требованиям XXI века. Содержание компетенций относится к специальностям в области компьютерных наук или требованиям на рабочие места инженеров-программистов. Необходимый содержательный минимум определяет 5 основных понятий и 7 практик. Понятия: устройства, сети и коммуникации, данные и анализ, алгоритмы и программирование, а также влияние вычислений. Практика: распознавание и представление вычислительных проблем, разработка и использование абстракций, создание вычислительных объектов, тестирование и итеративное уточнение, содействие инклюзивной вычислительной культуре, общение о вычислениях и сотрудничество вокруг вычислений.

Для поддержки старшеклассников, которые хотят изучать информатику на углубленном уровне, был разработан новый расширенный курс call CS Principles, который призван раскрыть широкое понимание информатики и организован вокруг 7 больших идей информатики: творчество, абстракция, данные и информация, алгоритмы, программирование, Интернет и глобальное влияние. Курс в настоящее время проходит апробацию [10, 11].

Выводы. Системы образования разных стран в области информатики и компьютерных наук существенно различаются. Это затрудняет поиск общих черт и обобщение опыта по схожим критериям. Рассмотрим сравнительную характеристику систем образования в разрезе трех измерения: что вводится? как это вводится? и на каком уровне (уровнях) вводится? И для каждого уровня – степень обязательности (обязательная дисциплина или курс по выбору). Представим результаты обобщения в виде Таблицы 1.

Таблица 1.

Сравнительный анализ систем образования разных стран в области преподавания информатики и компьютерных наук

Интерес к компьютерам в школе никогда не был таким высоким, как сейчас. Многие страны включили или собираются включить компьютерную технику, вычислительное (компьютерное) мышление и информатику в той или иной форме в свои национальные учебные программы. В то же время системы образования разных стран сильно различаются. Это затрудняет сравнение и обобщение опыта, обучение друг у друга. Общая образовательная тенденция заключается во внедрении вычислительной техники, часто в форме компьютерного мышления, программирования цифровых компетенций, в начальное образование, в то время как тенденция в среднем образовании заключается в разработке более расширенных и углубленных курсов по информатике, ее влиянию на общество, программированию.

Представленный в статье обобщенный опыт по разным странам либо акцентирует внимание на цифровых компетенциях вместе с программированием, либо на более широком предмете вычислительной техники или информатики. Вычислительное мышление редко упоминается явно, но его идеи часто включаются в той или иной форме. Наиболее распространенная модель заключается в том, чтобы сделать обязательным изучение информатики в начальной школе и факультативным в средней школе. В перспективе отдельные страны оформили или планируют оформить обязательный характер изучения информатики на всех ступенях обучения. Общие задачи для всех стран заключаются в том, чтобы обучать и поддерживать профессиональных учителей, обладающих соответствующими знаниями и навыками, развивать соответствующую систему переподготовки учителей в сочетании с учебными материалами в рамках всей системы образования. Успех системы образования определяется, в первую очередь, кадровым потенциалом, реализующим государственную политику в непосредственном контакте с учениками.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Balanskat A., Engelhardt K. Computing our future: Computer programming and coding-Priorities, school curricula and initiatives across Europe. – European Schoolnet, 2014. 45 с.
2. Bell T., Andreae P., Robins A. A case study of the introduction of computer science in NZ schools //ACM Transactions on Computing Education (TOCE), 2014. Т. 14. №. 2. С. 10-43.
3. Bell T., Rosamond F., Casey N. Computer science unplugged and related projects in math and computer science popularization //The multivariate algorithmic revolution and beyond. Springer, Berlin, Heidelberg, 2012. С. 398-456.
4. Brown N. C., Sentance S., Crick T., Humphreys S. Restart: The resurgence of computer science in UK schools //ACM Transactions on Computing Education (TOCE), 2014. Т. 14. №. 2. С. 1-22.
5. Choi J., An S., Lee Y. Computing education in Korea – current issues and endeavors //ACM Transactions on Computing Education (TOCE), 2015. Т. 15. №. 2. С. 8-22.
6. Cohen L., Manion L., Morrison K. Research methods in education. Routledge, 2002. 657 c.
7. Computer science for all. White 2016. URL: https://www.whitehouse.gov/blog/2016/01/30/computer-science-all (дата обращения: 28.01.2019).
8. Draft australian curriculum: Technologies. Australian Curriculum Assessment and Reporting Authority, 2012. URL: (дата обращения: 17.03.2019). https://acaraweb.blob.core.windows.net/resources/Draft_Shape_of_the_Australian_Curriculum_Technologies_paper_-_Marchpdf
9. Falkner K., Vivian R., Falkner N. The Australian digital technologies curriculum: challenge and opportunity //Proceedings of the Sixteenth Australasian Computing Education Conference-Volume 148. Australian Computer Society, Inc., 2014. С. 3-12.
10. Gal-Ezer J., Stephenson C. A tale of two countries: Successes and challenges in K-12 computer science education in Israel and the United States //ACM Transactions on Computing Education (TOCE), 2014. Т. 14. №. 2. С. 1-18.
11. Guzdial M., Ericson B., Mcklin T., Engelman S. Georgia computes! An intervention in a US state, with formal and informal education in a policy context //ACM Transactions on Computing Education (TOCE), 2014. Т. 14. №. 2. С. 13-39.
12. Informatics in education: Europe cannot afford to miss the boat / Report of the joint Informatics Europe and ACM Europe Working Group on Informatics Education. 2015. URL: http://europe.acm.org/iereport/ACMandIEreport.pdf (дата обращения: 25.01.2019).
13. Lukion opetussuunnitelman perusteet 2015. Finnish National Board of Education, 2015. URL: https://www.oph.fi/download/172124_lukion_opetussuunnitelman_ perusteetpdf (дата обращения: 04.04.2019).
14. National curriculum in England: Computing programmes of study. Department for Education, 2013. 201 с.
15. Papert S. An exploration in the space of mathematics educations //International Journal of Computers for Mathematical Learning, 1996. Т. 1. №. 1. С. 95-123.
16. Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteet 2014. Finnish National Board of Education, 2014. URL: http://www.oph.fi/download/163777_perusopetuksen_ opetussuunnitelman_ perusteet_2014.pdf (дата обращения: 08.04.2019).
17. Sahami M. Roach S., Cuadros-Vargas E., LeBlanc R. ACM/IEEE-CS computer science curriculum 2013: reviewing the ironman report //Proceeding of the 44th ACM technical symposium on Computer science education, ACM, 2013. С. 13-14.
18. The australian curriculum: Technologies learning area. Australian Curriculum Assessment and Reporting Authority, 2013. URL: https://www.australiancurriculum.edu.au/f-10-curriculum/technologies/ (дата обращения: 15.02.2019).
19. Vivian R., Falkner K., Falkner N. Addressing the challenges of a new digital technologies curriculum: MOOCs as a scalable solution for teacher professional development // Research in Learning Technology, 2014; №22. С. 1-20.
20. Wing J. Research notebook: Computational thinking—What and why //The Link Magazine, 2011. С. 20-23.