Author Archives: Надежда Николаевна

ИЗМЕНЕНИЯ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОТРАСЛИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Статья опубликована в рамках: Международной научно-практической интернет-конференции «Актуальные проблемы методики обучения информатике в современной школе» (Россия, г.Москва, МПГУ,16 — 17 февраля 2016г.)

ИЗМЕНЕНИЯ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОТРАСЛИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Самылкина Надежда Николаевна
кандидат педагогических наук, доцент

ФГБОУ ВО «Московский педагогический
государственный университет»
Россия, г.Москва e-mail: NSamylkina@yandex.ru

Одна из динамично развивающихся технологических отраслей — информационные технологии (ИТ). Отрасль занимается созданием, эксплуатацией и развитием информационных систем (ИС) в самых разных областях деятельности. Современные научные знания (открытия, изобретения, законы) и практический опыт, ставшие информационными ресурсами общества, можно эффективнее использовать за счет использования информационных технологий. Это позволяет существенно сэкономить на других видах ресурсов — финансовых, энергетических, людских и существенно ускорить по времени все процессы, в которых информационный обмен играет важную роль (бизнес-процессы, образовательные, внедрения изобретений в практику и пр.).

Исторически все этапы развития ИТ связаны с информационными революциями. Выделяя наиболее важные научные достижения ИТ-сфере можно остановиться на трех из них: увеличение аппаратной мощности компьютеров, создание коммуникационной инфраструктуры и создание модели организации больших объемов данных, как основы ИС.

Компьютер стал мощным инструментом работы с информацией, в середине 20 века с появлением технологии реализации электронных схем на одном кристалле, т.е. появились микросхемы. Микросхемы были предложены Джек Килби (Нобелевская премия 2000 года) и Робертом Нойсом.

Позже Эдгар Кодд заложил теоретические основы современных средств накопления и обработки реляционных баз данных, которые являются основой большей части современных информационных систем.

К концу 20 века Тимоти Ли, Робертом Кайо, Робертом Каном и Винтоном Серфом и возглавляемые ими коллективы предложили основные технологические решения для реализации обмена информацией между вычислительными устройствами. Распространение и доступность компьютерных телекоммуникационных сетей еще раз ускорило все информационные процессы.

Развиваясь, за счет новых высокотехнологичных решений, ИТ-отрасль оказывает при этом серьезное влияние на все остальные сферы деятельности человека. Все инновационные решения в других отраслях возникают при взаимодействии друг с другом и на стыке с ИТ. Развитие современных технологий во всех отраслях характеризуются:

  • ростом взаимосвязей между технологическими отраслями за счет телекоммуникационных решений (увеличение объема данных и решений по их обработке);
  • мобильность и дружественность цифровых решений (уменьшение размеров цифровых устройств и высокая концентрация возможностей в одном устройстве);
  • новые «умные» среды самого разного назначения (для работы, досуга, личного самоконтроля — браслеты, очки, кошельки и пр.).

Все навыки использования ИТ-решений, безусловно, будут востребованы в профессиональной деятельности. Наряду с самыми известными профессиями ИТ-отрасли — программиста и системного администратора — стали популярны и востребованы другие направления профессиональной деятельности.

Например: WEB-дизайнер, в сферу его деятельности входит проектирование логической структуры веб-страниц, для наиболее удобной подачи информации и художественное оформление веб-проектов. Как правило, в паре с ним работают программист и менеджер интернет-проектов (бывает, что в одном лице), которые разрабатывают сайт или мобильное приложение, менеджер взаимодействует с заказчиком и занимается развитием и продвижение конечного веб-продукта. Сейчас ни одна бизнес-структура не работает вне информационных систем (ИС), которые разрабатываются с учетом специфики деятельности компании. В зависимости от размеров компании в команду разработчиков необходимого для работы программного обеспечения (ПО) могут входить от одного до нескольких сотен специалистов. Прежде всего, это системный аналитик, который собирает информацию у всех участников производственного процесса, обрабатывает ее и досконально описывает функционал программного обеспечения. В общих чертах, системный аналитик отвечает за техническую постановку задачи разработки ПО. Дальше в основном работают программисты, в задачу которых входит создание и поддержка программного обеспечения, в том числе и в составе информационных систем, на современных языках программирования, а также «технические писатели», которые составляют техническую и пользовательскую документацию по разработанным программным продуктам.

В команде ИТ-специалистов также требуется тестировщик ПО и специалист по информационной безопасности. Всем этим сотрудникам, помимо знания языков программирования, сетевых средств, необходимы навыки командной работы.

В настоящее время Россия лидирует по разработке внедрению и поддержке программного обеспечения по самым разным отраслям деятельности. По темпам развития этого направления ИТ-отрасли Россия обгоняет многие технологически развитые страны в несколько раз.

Современные сетевые решения ориентированы на большие объем передаваемых данных и новые модели для их обработки, изменяется интерфейс современных информационных систем. Говорят о «человеко-машинном» интерфейсе, а также о нейроинтерфейсе, т.е. о возможности «управлять настроением, мыслью» на расстоянии. Технологии искусственного интеллекта являются основой целого ряда перспективных направлений развития ИТ-отрасли. Компьютеры оперируют смыслами естественных языков, робототехнические системы проникают во все сферы производственной деятельности, применяются методы «машинного обучения» — т.е. в процессе работы информационная система автоматически адаптируется. Разрабатываются квантовые и оптические компьютеры,  которые как предполагается существенно ускорят обработку больших объемов данных. Это только часть направлений ИТ-деятельности, в которых происходят изменения. По прогнозам специалистов появятся такие виды профессиональной деятельности, которые все более ориентированы на надпрофессиональные навыки: системный подход, умение работать в команде, инициативность, нацеленность на результат, креативность, умение работать в условиях быстро изменяющихся задач, а также мультиязычность и мультикультурность.

Сейчас в нашей стране заметен недостаток специалистов по правовому регулированию вопросов информационной сферы (сетевые юристы). В расширяющемся образовательном сегменте сети недостаточно специалистов по организации и модерированию электронных форумов, игровых и образовательных площадок, по коммуникации с конечными пользователями ИТ-продуктов, для продвижения новых продуктов и решений, а также  по проектированию решений, позволяющих работать, учиться и отдыхать в виртуальной реальности. В ближайшее десятилетие станут востребованы разработчики информационных систем, ориентированных на обработку предельно больших и плохо структурированных массивов данных (big data), это и разработка актуальных интерфейсов, баз данных и аналитических моделей их обработки . Эта деятельность возможно сильно пересекается с разработкой лингвистических систем семантического перевода, обработки текстовой информации и новые интерфейсы взаимодействия между человеком и компьютером на естественных языках.

Архитектор виртуальной реальности — уже не фантастическая профессия. Так или иначе, разрабатываются объемные многопользовательские игровые и тренировочные пространства, называемые виртуальной реальностью, — а значит нужно создавать общие правила для такого «мира», его законы, социальные отношения, возможные восприятия субъектов этого мира. Не исключено, что разработчики компьютерных игр и станут первыми архитекторами новой реальности.

Проектировщик нейроинтерфейсов необходим для создания интерфейсов  управления «умными» объектами вокруг нас с учетом психологии и физиологии человека. Знания психологии и медицины ему будут необходимы также как программистские навыки.

Определиться с выбором профессии не просто. Необходимую помощь в этом оказывают специалисты, сейчас они называются коучи (тренеры). В России система коучинга только развивается, поэтому круг обязанностей может сильно различаться, но в целом система похожа на консультации по профессиональному самоопределению. На основе пройденных тестов коучи помогают выбрать жизненную стратегию, в которой можно наилучшим образом самореализоваться.

ЛИТЕРАТУРА:

  1. http://atlas100.ru/

ИНТЕГРАЦИЯ РОБОТОТЕХНИКИ И ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ПРЕДМЕТОВ В ОСНОВНОЙ ШКОЛЕ

Статья опубликована в рамках: Международной научно-практической интернет-конференции «Актуальные проблемы методики обучения информатике в современной школе» (Россия, г.Москва, МПГУ,16 — 17 февраля 2016г.)

ИНТЕГРАЦИЯ РОБОТОТЕХНИКИ И ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ПРЕДМЕТОВ В ОСНОВНОЙ ШКОЛЕ

Самылкина Надежда Николаевна
кандидат педагогических наук, доцент

ФГБОУ ВО «Московский педагогический
государственный университет»
Россия, г.Москва e-mail: NSamylkina@yandex.ru

Потребности страны в новой формации инженерных кадров, развитие отрасли информационных технологий влекут за собой повышение интереса и востребованности информационных систем, автоматических и роботизированных устройств в исследовательской и прикладной деятельности человека. В связи с повышением роли программируемых и самообучающихся систем, подавляющее большинство предметных областей обращают свое внимание на основы искусственного интеллекта и робототехнику. Согласно Стратегии развития отрасли информационных технологий в Российской Федерации на 2014-2020 годы, планируется до 2020 года обеспечить отрасль информационных технологий кадрами в необходимом объеме и качестве. Это дает импульс образовательным организациям на развитие дисциплин, связанных с hi-tech инженерией и программированием. Образовательные структуры уже сейчас открыто предъявляют заказ на интеграцию робототехники в образовательный процесс, начиная с начальной школы.

Прежде всего, учителя интересует интеграция содержания в обучении различным предметам, т.е. существуют ли связи между структурными компонентами содержания образования, позволяющие формировать целостное представление о мире, решающие общие задачи развития и саморазвития ребенка.

 Процесс интеграции требует выполнения определенных условий:

– объекты изучения совпадают либо достаточно близки;
– в интегрируемых предметах используются одинаковые или близкие методы исследования;
– они строятся на общих закономерностях и теоретических концепциях.

Различают три уровня интеграции содержания учебного материала:

  • внутрипредметная– общность понятий, знаний, умений и т.п. внутри отдельных учебных предметов;
  • межпредметная– синтез фактов, понятий, принципов и т.д. двух и более дисциплин;
  • транспредметная– синтез компонентов основного и дополнительного содержания образования, то есть возникновение интеграция не только в урочно-предметной, но и внеурочной деятельности.[1]

Может ли робототехника сейчас в основной школе интегрироваться в учебные предметы и решать образовательные задачи в полной мере, т.е. без дополнительных часов, отдельного предмета? Анализируя содержание физики, информатики и технологии, можно утверждать о близости объектов изучения этих предметов, о преобладании общих эмпирических методов исследования и общности теоретических концепций, лежащих в основе развития этих предметов на ближайшую перспективу. Остается констатировать, что в настоящее время созданы и нормативные условия для такой интеграции.

ФГОС ООО ориентирован на формирование компетенций средствами всех учебных предметов, содержательная составляющая стандарта не ограничена. ФГОС ориентирован на достижение требований к результатам освоения  основной образовательной программы, которую каждая образовательная организация составляет и утверждает самостоятельно. Основная образовательная программа состоит из инвариантной и вариативной частей. За счет вариативной части ООП многие школы реализуют самый «мягкий» вариант интеграции, который не требует каких либо изменений в содержании и последовательности изучения тем по устоявшимся учебным предметам. Часы внеурочной деятельности (1 или 2) выделяют на проектную деятельность или робототехнику. Этот вариант можно считать подготовительным этапом, по которому уже прошли инновационно работающие педагоги и школы. Он позволил раскрыть возможности робототехники и заинтересовать учителей предметников, администрацию и родителей.

Наличие предпосылок к интеграционной деятельности позволяет перейти к интеграции внутрипредметной, т.е. рассмотреть возможность встраивания робототехники в содержание различных предметов с общей научной и деятельностной составляющей (технологии, информатики, физики и пр.).

В настоящее время серьезный виток в своем развитии делает предмет «Технология», в котором усилились целевой, деятельностный и мировозренческие аспекты.

Рассматривая новую концептуальную основу технологического образования, где могут изучаются современные технологические комплексы самого разного назначения, состоящие преимущественно из автоматизированных (робототехнических) систем можно констатировать возможность внутрипредметной интеграции робототехники и технологии. Содержание курса технологии можно рассматривать по общей структуре подачи материала: от крупных промышленно-технологических комплексов различного назначения до роботов-прототипов, являющихся частью технологических комплексов или самостоятельными автоматизированными системами различного назначения, которые можно воспроизвести на сборочных моделях. Деятельностная компонента внутри технологии включает планирование, проектирование, сборку и испытания моделей роботов самого разного назначения. Сборка различных роботов — это тоже ручной труд, имеющий при этом значительную интеллектуальную составляющую. Более того, предметная область «Технология» в современном понимании должна стать проекцией естественнонаучного, математического и информационного образования, формировать у учащихся практические навыки в непосредственном единстве с изучением учебных предметов естественно-научного цикла, знакомить учащихся с основами современных производств, обеспечивать включение учащихся в разнообразную «пробную деятельность», способствуя, тем самым, их профориентации и комфортному социальному самоопределению. Естественнонаучные предметы связаны с робототехникой единой целевой, вычислительной и аналитической составляющей при проведении испытаний (исследований). Это отражено в планируемых результатах освоения ООП, которые присутствуют во всех естественнонаучных предметах:

  • умением проводить практические и вычислительные эксперименты с использованием цифровых измерительных приборов (датчиков).

При этом значительное прикладное расширение получает математический блок, при обработке результатов  экспериментов, закрепляются вычислительные и аналитические навыки обучающихся.

Этот подход можно реализовать созданием педагогических бригад — сотрудничество учителей предметников для реализации учебно-исследовательских проектов.

Робототехника в предмете «Технология» может быть представлена теорией и практикой в объеме до 50% урочного времени и любым количеством учебного времени на внеурочную, проектно-исследовательскую деятельность. Здесь можно говорить о разных видах интеграции одновременно.

Огромным позитивным шагом является то, что в явном виде робототехника представлена в курсе информатики. Отметим, что информатика в 5-6 классе представлена в ООП в вариативной части, а в 7-9 в инвариантной части. Робототехника в ПООП ООО самостоятельный блок, не выходящий на государственную итоговую аттестацию. Он включает следующие темы.

Робототехника – наука о разработке и использовании автоматизированных технических систем. Автономные роботы и автоматизированные комплексы.  Микроконтроллер. Сигнал. Обратная связь: получение сигналов от цифровых датчиков (касания, расстояния, света, звука и др.

Примеры роботизированных систем (система управления движением в транспортной системе,  сварочная линия автозавода, автоматизированное управление отопления дома, автономная система управления транспортным средством и т.п.).

Автономные движущиеся роботы. Исполнительные устройства, датчики. Система команд робота. Конструирование робота. Моделирование робота парой: исполнитель команд и устройство управления.  Ручное и программное управление роботами.

Пример учебной среды разработки программ управления движущимися роботами. Алгоритмы управления движущимися роботами. Реализация алгоритмов «движение до препятствия», «следование вдоль линии» и т.п.

Анализ алгоритмов действий роботов. Испытание механизма робота, отладка программы управления роботом Влияние ошибок измерений и вычислений на выполнение алгоритмов управления роботом.[2]

Планируемые результаты освоения ООП описывают зону ближайшего развития «обучающийся получит возможность»:

  • познакомиться с тем, как информация (данные) представляется в современных компьютерах и робототехнических системах;
  • ознакомиться с влиянием ошибок измерений и вычислений на выполнение алгоритмов управления реальными объектами (на примере учебных автономных роботов);
  • познакомиться с понятием «управление», с примерами того, как компьютер управляет различными системами (роботы, летательные и космические аппараты, станки, оросительные системы, движущиеся модели и др.);
  • познакомиться с учебной средой составления программ управления автономными роботами и разобрать примеры алгоритмов управления, разработанными в этой среде.
  • узнать о данных от датчиков, например, датчиков роботизированных устройств;
  • получить представления о роботизированных устройствах и их использовании на производстве и в научных исследованиях.[2]

Сформулированная тематика дана в общем виде. Любые конкретные действия по сборке и программированию роботов подходят под этот блок. В качестве примера учебной среды разработки программ управления движущимися роботами в 5-6 классах лучше рассматривать графические языки (NXT-G, ROBOLAB, LabView)  для использующих  Lego Mindstorms  NXT, для работающих со следующим поколением  конструкторов Lego Mindstorms EV3 используется ПО для EV3. Полученный в 5-6 классе практический опыт конструирования и управления различными автономными устройствами (роботами) серьезно повлияет на успешность дальнейшего образования. Именно на практический опыт, согласно теории когнитивного развития удачно накладывается любая теория (кодирование, моделирование,  программирование и пр.). При этом создаются условия для мыслительного конструирования содержательных соединений между знаниями. Таким образом, опыт трансформируется в знания, навыки, личностные качества, ценности.

В 7-9 классах информатика изучается как инвариантный компонент учебного плана. Раздел по робототехнике не является обязательным для контроля, поскольку выделен курсивом в примерной программе, по этой же причине тема не выходит на итоговую аттестацию.

Учителя информатики будут прежде всего ориентироваться на обеспеченность конструкторами (типами платформ), и доступностью сред программирования  к ним. Если в школе имеется только один тип конструкторов, например Lego Mindstorms EV3, то робототехника может присутствовать в учебном плане в 5-6 классе (в вариативной части) или обязательно в 7 классе в урочной (инвариантной) и внеурочной (вариативной) части.

Если информатика изучается только в 7-9 классах, то весь блок робототехники из примерной программы может быть реализован, таким образом:

— на одной платформе в 7 классе,

— на нескольких платформах в течение двух (7-8)  или трех лет (7-9).

При наличии возможности использования помимо Lego Mindstorms EV3 других комплектов (на платформе Ардуино и пр.) виды конструируемых автономных роботов будут усложняться. Усложняются также и программы управления такими роботами. Осуществляется переход на объектно-ориентированный язык программирования. Нетрудно заметить, что программистская составляющая блока по робототехнике значительно усилена в основной школе. Это происходит не случайно. Существенно усложнились требования ФГОС СОО (старшей школы) в части изучения алгоритмов и программирования. Это, безусловно, требует не только усиления внимания к этим темам в основной школе, но и некоторой коррекции последовательности изучения тем. Поскольку в основной школе программирование считается одной из самых сложных тем курса информатики, акцент делается на прикладное использование программных сред (учебной среды разработки программ управления движущимися роботами). Устоявшееся мнение, что материал по программированию можно изучить одним блоком в каком-либо классе с опорой на язык структурного программирования не позволит успешно разрешить проблему недостаточной программистской подготовки.

Итак, самым рациональным подходом является реализация блока робототехники  в два приема  (5-6 или 7-8 классы, на одной или двух платформах), но при этом содержание информатики должно быть выстроено линейно, обеспечивая возможность управления роботами с самого начала изучения курса. Далее к 9 классу обучающийся определяется с дальнейшей предпрофильной и профильной траекторией собственного образования. Таким образом, в теории и практике реализуется концентрический принцип, характерный для внутрипредметной интеграции именно робототехники в курс информатики, но с обеспечением линейности самого курса информатики основной школы.

При этом очевидно, что в сотрудничестве с учителями других предметов может быть реализован выход на комплексные межпредметные исследовательские и проектные работы в режиме интеграции урочной и внеурочной деятельности. Это путь к транспредметной интеграции.

Как правило, к 9 классу математически более благополучные обучающиеся могут выбрать олимпиадное направление подготовки и серьезно заняться программированием (олимпиады по информатике и ИКТ-ориентированные специальности), с инженерным (конструкторским) мышлением продолжат занятие робототехникой с узко специализированными средами программирования (олимпиады по робототехнике и инженерные специальности) либо это области деятельности не связанные с техникой и ИТ-технологиями.

Интегрируя робототехнику в полном объеме в курс информатики основной школы обеспечивается возможность успешного изучения современного углубленного курса информатики в старшей школе (УМК Калинина И.А., Самылкиной Н.Н.) [3,4] для тех, кто выбрал отрасль информационных технологий или высокотехнологические инженерные специальности как свою будущую профессиональную деятельность.

Для реализации транспредметной интеграции в окружение УМК по технологии, информатике, физике должны быть сборники интегрированных учебно-исследовательских проектов. Проекты должны быть предложены с избытком, для обеспечения учащимся выбора в соответствии с индивидуальными интересами. Тематика проектов должна предусматривать наличие у учащихся необходимых для выполнения знаний и умений, полученных на других предметах естественно-математического блока. Для расширения возможностей реализации творческих идей можно использовать дополнительные сборники проектов различной направленности (олимпиадная робототехника, экстремальная робототехника, военная и антитеррористическая робототехника, космическая робототехника). Именно выход на проектную деятельность по разнообразной тематике обеспечивает транспредметную интеграцию.

Следовательно, можно утверждать, что использование робототехнических комплексов расширяет научную и практическую составляющую сразу многих школьных предметов, позволяя решать не только учебные, но и проектно-исследовательские задачи межпредметного содержания, тем самым активизирует учебно-познавательную деятельность (одна из задач ФГОС ООО), обеспечиваются как научные основы изучаемых дисциплин, так и прикладная составляющая.

Выводы: Исходя из предлагаемого содержания и планируемых результатов освоения основной образовательной можно утверждать следующее.

  • Робототехника интегрируется с содержанием технологии, физики, информатики в урочной деятельности, за счет близости объектов изучения этих предметов, о преобладании общих эмпирических методов исследования и общности теоретических концепций, лежащих в основе развития этих предметов на ближайшую перспективу.
  • Новая концептуальная основа технологического образования, ведет к изменению содержание курса технологии. Деятельностная компонента внутри технологии должна включать: планирование, проектирование, сборку и испытания моделей роботов самого разного назначения.
  • Робототехнические темы встраиваются в темы по информатике, расширяя сферу применения знаний и умений по линиям: информационных процессов в технических системах, моделирования сложных технических систем и управления ими, алгоритмической и программисткой линии в практической реализации.
  • Поскольку робототехнические темы не могут быть освоены без их практической реализации, ПООП  предполагает  достаточный мягкий подход. Категория планируемых результатов  «обучающийся получит возможность научиться» ориентирована на зону ближайшего развития. При наличии даже минимального оснащения робототехническими комплектами можно планировать переход к результатам данной категории.
  • Внутрипредметная интеграция робототехники в курс информатики позволяет выстроить целостный линейный курс информатики основной школы.
  • Именно робототехнический блок в курсе информатики основной школы является основной точкой содержательного роста самого предмета, показывая современные направления  развития отрасли информационных технологий и трансформацию инженерных профессий уже в основной школе.
  • Естественнонаучные предметы связаны с робототехникой единой целевой, вычислительной и аналитической составляющей при проведении испытаний (исследований).
  • В сотрудничестве с учителями других предметов (педагогическая бригада) может быть реализован выход на комплексные межпредметные исследовательские и проектные работы в режиме интеграции урочной и внеурочной деятельности, тем самым обеспечивая пропедевтику инженерной культуры и профессиональную ориентацию обучающихся.

ЛИТЕРАТУРА:

  1. Бондаревская Е.В., Кульневич С.В.Педагогика: личность в гуманистических теориях и системах воспитания: Учеб. пособие для студентов средних и высших педагогических учебных заведений, слушателей ИПК и ФПК. Ростов н/Д, 1999. 560 с.
  2. Примерная основная образовательная программа основного общего образования. http://fgosreestr.ru/
  3. Калинин И.А., Самылкина Н.Н.. Информатика. Углубленный уровень: учебник для 10 класса. М:, «БИНОМ. Лаборатория знаний», 2013, 256 с.:ил.
  4. Калинин И.А., Самылкина Н.Н.. Информатика. Углубленный уровень: учебник для 11 класса. М:, «БИНОМ. Лаборатория знаний», 2013, 216 с.: цв. вкл.

ИЗУЧЕНИЕ ИНФОРМАТИКИ В СТАРШЕЙ ШКОЛЕ. СРАВНЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ СТАНДАРТОВ РОССИИ И РЕСПУБЛИКИ КОРЕЯ

Статья опубликована в рамках: Международной научно-практической интернет-конференции «Актуальные проблемы методики обучения информатике в современной школе» (Россия, г.Москва, МПГУ,16 — 17 февраля 2016г.)

ИЗУЧЕНИЕ ИНФОРМАТИКИ В СТАРШЕЙ ШКОЛЕ.
СРАВНЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ СТАНДАРТОВ РОССИИ И РЕСПУБЛИКИ КОРЕЯ

Самылкина Надежда Николаевна
кандидат педагогических наук, доцент

ФГБОУ ВО «Московский педагогический
государственный университет»
Россия, г.Москва e-mail: NSamylkina@yandex.ru

Общеизвестно, что информация и научные знания в современных условиях становятся одним из доминирующих факторов в развитии общества. Такие изменения, особенно опирающиеся на цифровые технологии во всех телекоммуникационных, профессиональных и общественных сферах, требуют появления и иного качества образования. Требования эти отражаются на всей системе образования государства, которая как составная часть общества в настоящее время также претерпевает изменения — чтобы удовлетворять этим требованиям.

Ключевым фактором социально-экономического развития любой страны, обеспечения её конкурентоспособности и национальной безопасности становятся квалифицированные кадровые ресурсы, которые и являются с точки зрения экономики результатом работы системы образования.

Подготовка кадров для изменяющейся экономики начинается на уровне общего образования. Именно качество образования на этом уровне обеспечивает успешность будущей профессиональной подготовки, которая оценивается в первую очередь в сравнении с результатами работы систем образования других стран. Поэтому большое внимание уделяется на государственном уровне результатам международных сравнительных исследований оценки качества образования. Во многом именно результаты этих исследований становятся основой для совершенствования образовательных стандартов, следовательно, прогнозирования на государственном уровне кадрового потенциала страны.

Одним из ключевых элементов такой подготовки, а именно государственным заказом являются образовательные стандарты. В данной работе предлагается анализ российских образовательных стандартов среднего общего образования (ФГОС СОО) и аналогичных стандартов Республики Корея (Informatics curriculum) [1,2]. Будет рассматриваться влияние курса «Информатика» на информационно-технологическую и естественнонаучную подготовку обучающихся старшей школы.

Республика Корея входит в число лидирующих стран в исследовании PISA (2012 год)  в области математической грамотности (554 балла, место 3-5). Россия в этом исследовании показывает результаты значительно ниже (482 балла, 31-38 место). Среднее значение ОЭСР по тесту – 494 балла.

По читательской грамотности Республика Корея (536 баллов, 3-5 место), Россия (485 баллов, 38-42 место). По естественнонаучной грамотности Республика Корея (538 баллов, 4-8 место), Россия (486 баллов, 34-38 место). В исследовании PISA  2015 года основное внимание уделялось естественнонаучной грамотности и выявлению тенденций развития естественнонаучного образования в мире за последние годы. Результаты в обработке до конца 2016 года [3]. Именно результаты данного исследования позволяют понять с каким «багажом» знаний и умений обучающиеся продолжают свое образование в старшей школе.

Таким образом, можно уверенно утверждать, что система образования Южной Кореи является одной из наиболее успешных и ее  анализ, в том числе сравнение стандартов, представляет интерес для России с точки зрения возможного учета факторов, влияющих на качество подготовки выпускников общеобразовательных организаций.

По результатам анализа в разных странах выделяют различные факторы, влияющие на эффективность системы образования. Для Республики Корея  в 2012 году ключевым был выделен фактор — повышение автономии школ при адекватной степени сотрудничества и отчетности. В стране при участии государства обеспечивается равнодоступность школ для всех категорий обучающихся, при этом программа обучения и учебные планы могут существенно различаться, в зависимости от индивидуальных потребностей обучающихся. Наибольшая вариативность программ обучения именно в старшей школе. Такая же тенденция наблюдается и в России. Еще очень интересная тенденция: корейские школьники уверенно вышли в лидеры по числу золотых медалей на международной олимпиаде по информатике в 2015 году, сравнявшись с российскими школьниками. По статистике прошлых лет у них заметен ежегодный прогресс в подготовке  школьников с устойчивой динамикой роста, а в нашей стране эта динамика неустойчива.

В то же время существует ряд организационных отличий, в целом имеющих влияние на качество подготовки обучающихся в сравниваемых странах. В Республике Корея 60% учителей мужчины, длительность обучения в начальной школе — 6 лет, в основной – 3 года, и в старшей школе 3 года.  Система образования в Республике Корея по праву считается одной из самых технологически передовых, а в Российской Федерации — наиболее консервативной.

Сравнение наших стран по изменениям в системе образования в последнее время позволяет выделить еще ряд общих подходов. Это приоритеты в высокотехнологических проектах: космических исследованиях, информационной безопасности и робототехники с участием студентов и молодых ученых из разных стран. В образовательных организациях повсеместный качественный доступ в интернет и использование цифровых учебников. При переходе на каждый следующий уровень образования проводятся тестовые испытания.

В России за 30 лет существования общеобразовательного курса информатики, в целях и содержании предмета произошли существенные изменения. Изменения происходили в соответствии с потребностями высшей школы в подготовке кадров для отрасли информационных технологий, в настоящее время успешно развивающейся в нашей стране и инженеров для изменяющихся промышленных технологических комплексов.

ФГОС СОО определяет старшую школу как профильную (реализуется пять профилей: естественно-научный, технологический, социально-экономический, гуманитарный и универсальный) с большим объемом вариативной части учебного плана. Среднее общее образование в России двухгодичное (10-11 классы). В старшей школе «Информатика» может изучаться на двух уровнях: базовом (1 час в неделю) и углубленном (4 часа в неделю). При этом, имеется возможность за счет вариативной части учебного плана изучать множество различных предметов по выбору обучающихся, в том числе тесно связанных с информатикой и информационными технологиями. ФГОС СОО представляет собой «три группы требований:

к результатам освоения основной образовательной программы среднего (полного) общего образования;

к структуре основной образовательной программы среднего (полного) общего образования, в том числе требования к соотношению частей основной образовательной программы и их объёму, а также к соотношению обязательной части основной образовательной программы и части, формируемой участниками образовательного процесса;

к условиям реализации основной образовательной программы среднего (полного) общего образования, в том числе кадровым, финансовым, материально-техническим и иным условиям» [1].

Содержательное сравнение можно сделать, опираясь на предметные результаты ФГОС СОО и примерную программу среднего общего образования (в процессе обсуждения). Требования углубленного уровня включают в себя и требования базового уровня для реализации содержания в учебной литературе.

Существенным является вхождение информатики в предметную область «Математика». Этим можно объяснить и разницу в подходах при работе с данными.

Предмет «Информатика» в России может изучаться непрерывно в начальной школе (пропедевтический уровень, является предметом по выбору), в основной школе (обязательный предмет) и старшей школе (базовый или углубленный уровень, предмет по выбору). Единство предметного курса обеспечивается за счет рассмотрения содержательных линий, которые в разной последовательности и сочетаемости изучаются в школе. Теоретическую часть предмета составляют содержательные линии «Информация и информационные процессы», включая раздел «Социальную информатику», «Представление информации (кодирование, дискретизация, основы логики и пр.)», «Моделирование», «Основы теории алгоритмов и программирования», к технологической части можно отнести линии «Компьютер» и «Информационные технологии (технологии обработки чисел, текста, графики, мультимедиа, хранения и поиска больших объемов данных и телекоммуникации)». Изучение «учебных предметов на углубленном уровне ориентированы преимущественно на подготовку к последующему профессиональному образованию, развитие индивидуальных способностей обучающихся путем более глубокого, чем это предусматривается базовым курсом, освоением основ наук, систематических знаний и способов действий, присущих данному учебному предмету». [1]

В предметных требованиях по информатике углубленного уровня во ФГОС СОО явное усиление линии алгоритмизации и программирования. Добавляются понятия «сложность алгоритма», «структуры данных», «опыт разработки программ в выбранной среде программирования», «документирование программ».  При выборе языка программирования учитываются две основные возможности поступления в вуз: ЕГЭ и олимпиады. Отсюда и  выбор языка программирования: структурный или объектно-ориентированный. Выбор языка программирования остается за учителем.  Программирование является обязательной составляющей любой профессиональной деятельности инженера и специалиста ИТ-отрасли. На базовом уровне изучения информатики также сохраняется возможность сдачи ЕГЭ по предмету, поэтому программирование изучается на всех уровнях. В общеобразовательном курсе информатики учитывается потенциал робототехнических комплексов на разных платформах. Чтобы выйти на серьезные требования в области программирования в старшей школе, была усилена программистская составляющая в основной школе, в том числе и за счет включения в курс информатики блока робототехники. Программирование роботов позволяет как можно раньше объяснить какие языки программирования для каких целей используются, показать возможности использования алгоритмов и методов при реализации современных информационных и коммуникационных технологий. Программирование на углубленном уровне изучения информатики существенно отличается от базового уровня как сложностью кода, выбором объектно-ориентированного языка, уровнем изложения основ теории алгоритмов и глубиной рассмотрения вопросов теории информации.

ФГОС СОО предполагает выполнение каждым обучающимся учебно-исследовательского проекта, тематика которого определяется выбранным профилем. Отличие в изучении информационных технологий в старшей школе от изучения ИТ в основной школе в том, что средства ИТ (изученные в основной школе) должны использоваться по своему назначению как современный инструмент при реализации самых разных задач. Проблематика и содержание предметных задач должны быть социально-значимы для ребенка соответствующего возраста. Постановка и методы решения задач обсуждаются на уроках, обязательно оценивается эффективность используемого для решения алгоритма. Только в последнее время определилась содержательная составляющая углубленного курса информатики, в которой может быть устранена основная проблема: разрыв теоретических основ информатики и функционирования реальных информационных технологий.

С точки зрения стандарта Республики Корея предмет «Информатика» состоит из четырех основных блоков аналога «линии»: «Информатика и информационная этика», «Устройство и принцип работы информационных устройств», «Отображение информации и управление ею», «Способы и порядок решения задач» [2]. Информатика включена в группу естественнонаучных предметов по разделу «техника», имеет четко структурированное содержание и последовательность изучения, подробные рекомендации учителю по организации занятий и оцениванию образовательных результатов

Основная цель предмета в соответствии со стандартом не формирование научных знаний о той или иной области информационных технологий, а в первую очередь подготовка к структурному использованию и анализу информации в реальной жизни и связанных с этим задачах как технического, так и общественного характера. Анализ больших объемов данных, их структур, извлечение смысла, возможность автоматизации и управления информационными потоками являются основой для создания эффективного программного кода.

Цель обучения рациональному (операциональному, алгоритмическому) мышлению в старшей школе Республики Корея совпадает с российской тенденцией усиления аналитической и программисткой составляющей. Но существуют различия в реализации этой цели. В нашей стране акцент  делается на работу с программным кодом: анализ его сложности, эффективности, разные варианты реализации, последующей оптимизации. В стандарте Республики Корея отдельный блок посвящен вопросам представления информации, управления информацией. Блок включает в себя навыки структурирования информации и её визуализации и направлен на выявление, организацию и использование структур для последующей программной обработки, формирования аналитических навыков.

Блок алгоритмизации и программирования начинается с аналитической деятельности: выделения и постановки проблемы, структурирования проблемы и выбора стратегии её решения — и на этой основе построение алгоритма. В блоке рассматривается несколько типовых средств и алгоритмов, в том числе — структуры данных, поиск, сортировка.

Наблюдаются существенные отличия в изучении социальной информатики. В стандарте Республики Корея социальной информатике посвящен большой блок, в котором акцент сделан на роли и месте информации как сообщения в реальной жизни. Социальная информатика изучается в начале курса.  Блок включает в себя основы соответствующего законодательства, этику, рассмотрение вопросов связанных с функционированием СМИ, вопросы информационной безопасности. Блоку уделяется большое внимание — эти цели заявлены как одни из основных для всего предмета и много места занимают в результатах. Эта тематика является актуальной с точки зрения практического применения в жизни корейцев. Существуют государственные программы по подготовке и привлечению высококвалифицированных специалистов в области информационной безопасности и правового обеспечения данного направления ИТ. Таким образом, социальный заказ государства прослеживается во всех документах системы образования.

С некоторым сожалением, следует констатировать недостаточность внимания к вопросам информационной безопасности и правового обеспечения ИТ-сферы в учебной литературе для российских школьников. Только в одном учебнике «Информатика» для старшей школы углубленного уровня уделено достаточно внимания этим вопросам, присутствует теоретическая и практические составляющие темы в современном контексте [4, 5].

Блок «Устройство и принцип работы информационных устройств» построен на ознакомлении с основными принципами и базовыми техническими решениями в области цифровой техники, телекоммуникационных сетей. В первую очередь упор делается на понимание основных принципов и владение основной терминологией. Вопросы устройства и функционирования цифровой техники и сетей изучаются интегрировано, тематически неразрывно. Компьютер рассматривается как обязательный компонент телекоммуникационной сети. В России наблюдалось некоторое несоответствие изучаемого в школе материала с реальной практикой устройства и функционирования компьютеров и сетей. В последнее время тенденция меняется, учебный материал этой тематики становиться современным, вернулись основы схемотехники в примерную программу [4, 5].

Обобщая изложенное, хотели бы отметить следующее: корейский стандарт значительно меньше внимания уделяет сопутствующим условиям (например, материальному обеспечению и требованиям к зданиям), но больше внимания отводит рекомендациям для учителя по рассмотрению отдельных линий, указывает на особенности проверочных материалов, а также общетеоретическим понятиям.

Фактически, этот стандарт предоставляет учителю значительную свободу выбора и компоновки материала, поскольку не содержит конкретных проверяемых и предписанных элементов учебного материала, а тем более — поурочного планирования и т.п. инструментов. При этом центральным условием всего преподавания (именно так это сформулировано в общих целях изучения предмета) выступает условие формирования практического применения полученных знаний в повседневной жизни, развитие навыков рационального мышления и особого отношения к этическим знаниям.

Предмет «Информатика» в общеобразовательной школе есть далеко не во всех странах, поэтому сравнение подходов по официальным документам к его изучению, со страной с общими приоритетами в ИТ-отрасли  представляет понять влияние его изучения в целом на общеобразовательную подготовку выпускников, выбор будущей профессии в ИТ-отрасли или инженерном направлении, что, безусловно, актуально в период системных изменений в российском образовании.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Приказ Минобрнауки России от 6 октября 2009 года № 413 «Об утверждении и введение в действие Федерального государственного стандарта среднего общего образования».
  2. Ministry of Education Science and Technology. The School Curriculum of the Republic of Korea. Proclamation No. 2009-41 (26 February 2008). 23 December 2009.
  3. Основные результаты международного исследования PISA-2012;
    http://www.rtc-edu.ru/sites/default/files/files/news/PISA%202012_results.pdf
  4. Калинин И.А., Самылкина Н.Н.. Информатика. Углубленный уровень: учебник для 10 класса. М:, «БИНОМ. Лаборатория знаний», 2013, 256 с.:ил.
  5. Калинин И.А., Самылкина Н.Н.. Информатика. Углубленный уровень: учебник для 11 класса. М:, «БИНОМ. Лаборатория знаний», 2013, 216 с.: цв. вкл.