Інформатика як наука і як навчальний предмет у загальноосвітній школі

Початком процесу формування інформатики, як наукової дисципліни, що вивчає загальні властивості інформації та інформаційних процесів, а також методи і засоби їх забезпечення, вважають 1895 p., коли в Брюсселі було створено Міжнародний бібліографічний інститут.

Після Другої світової війни бурхливо розвивалася кібернетика як загальна наука про управління і зв'язок у різних системах: штучних, біологічних, соціальних. Народження кібернетики прийнято пов'язувати з опублікуванням (1948 р.) американським математиком Норбертом Вінером відомої книги «Кибернетика или управление и связь в животном и машине». У цій праці висвітлено шляхи створення загальної теорії управління і закладено основи методів розглядання проблем управління та зв'язку для різних систем з єдиної точки зору. Розвиваючись одночасно з розвитком електронно-обчислювальних машин.

Кібернетика згодом ставала більш загальною наукою — наукою про перетворення інформації.

Під інформацією у кібернетиці розуміють будь-яку сукупність сигналів, впливів або відомостей, які деяка система сприймає від навколишнього середовища (вхідна інформація), видає у навколишнє середовище (вихідна інформація), а також зберігає у собі (внутрішня, внутрісистемна інформація).

Услід за появою терміну «кібернетика» в світовій науці почало використовуватися англомовне «Compute! Science», згодом на рубежі 1960-1970-х рр французи ввели термін «Informatigue» для позначення галузі автоматизованого опрацювання інформації в суспільстві Слово «інформатика» є своєрідним гібридом двох слів — «ІНФОРмація» і «автоМАТИКА»

В українській мові цей термін вводиться як наша фундаментальної науки, що вивчає процеси пошуку, зберігання, опрацювання, подання, передавання, використання інформації в різних сферах людської діяльності При такому тлумаченні інформатика виявляється тісно пов'язаною з філософськими і загальнонауковими теоріями, проясняється і її місце в колі «традиційних» академічних, наукових дисциплін.

Інформатика — це наука про інформацію та інформаційні процеси в природі га суспільстві, методи та засоби пошуку, збирання, одержання, опрацювання, зберігання, подання, передавання інформації та управління інформаційними процесами.

Сучасні потоки інформації людство може сприймати і використовувати лише за допомогою комп'ютерів, які здійснюють автоматичне опрацювання величезних масивів різноманітних повідомлень Фундаментальним ядром інформатики є інформологія — наука про інформацію, а також алгоритміка (теорія алгоритмів разом з її філософськими висновками, алгоритмічно нерозв'язними проблемами та ін ), а сучасна обчислювальна техніка — її матеріально-технічною основою.

Важливою особливістю інформатики є те, що вона має найширші застосування, що охоплюють, в основному, всі види людської діяльності виробництво, управління, науку, освіту, проектні розробки, торгівлю, грошово-касові операції, медицину, криміналістику, охорону навколишньою середовища, мистецтвознавство, побут тощо Основне значення має вдосконалення соціального управління на основі нових інформаційно-переробних технологій Інформатика вивчає те спільне, що властиве численним різновидам конкретних інформаційних процесів (технологій) Ці технології і є об'єктом вивчення інформатики.

Предмет інформатики визначається різноманітністю її застосувань Інформаційні технологи, що використовуються у різних видах людської Діяльності (управління виробничим процесом, наукові дослідження, проектування, фінансові операції, освіта та ін ), маючи спільні риси, в той самий час істотно відрізняються Утворюються різні «предметі» інформатики, що базуються на різних операціях і процедурах, різних видах обладнання (в багатьох випадках нарівні з комп'ютером використовуються спеціалізовані прилади і пристрої, інформаційні носи тощо).

У зв'язку з розвитком інформатики виникає питання про її взаємозв'язки і розмежування з кібернетикою Інформатика і кібернетика мають багато спільною, заснованою на концепції управління, однак кібернетика повністю не поглинає інформатику Один з підходів розмежування інформатики і кібернетики — це віднесення до галузі інформатики досліджень інформаційних технологій не в системах будь-якої природи біологічних, технічних та ін , а лише в соціальних системах. Крім того, за кібернетикою зберігаються дослідження загальних законів руху інформації у довільних системах, у гой час як інформатика, спираючись на цей теоретичний фундамент, вивчає технологію, конкретні способи і прийоми збирання, зберігання, опрацювання, передавання, подання та використання інформації Кібернетичні принципи не залежать від окремих реальних систем, а принципи інформатики завжди перебувають в технологічному зв'язку саме з реальними системами.

Моделювання і алгоритмізація — два основних методи кібернетики. Інший метод, що набув широкого застосування з використанням комп'ютерів, — метод розпізнавання зображень, сутність якого полягає у встановленні однозначної відповідності між «простором ознак» і «простором об'єктів» У зв'язку з необхідністю використання великої кількості ознак на основі використання засобів сучасних інформаційних технологій можна забезпечити ефективне використання цього методу.

Для сфери освіти є суттєвим визначення предметної галузі інформатики, яка відображає всі фундаментальні основи цієї галузі наукового знання В таблиці 1.1 відображена структура предметної і галузі «Інформатика», яка була представлена на II Міжнародному Конгресі ЮНЕСКО «Освіта і інформатика» Ця структурна схема включає чотири розділи теоретична інформатика засоби інформатизації, інформаційні технологи, соціальна інформатика При цьому теоретична інформатика включає філософські основи інформатики, математичні і інформаційні моделі та алгоритми, а також методи розробки і проектування інформаційних систем і технологій

Таким чином, можна виділити таку систему базових понять інформатики інформація, інформаційні процеси, формальні системи, інформаційні моделі (алгоритми, структури даних), архітектура обчислювальних (комп’ютерних) систем, обчислювальний експеримент, інформаційні технології.

Технологія — це сукупність методів, засобів і реалізації людьми конкретною складного процесу шляхом поділу його на систему послідовних взаємопов’язаних процедур і операцій, які виконуються більш або менш однозначно і мають на меті досягнення високої ефективності певного виду діяльності

Таблиця 1.1

Фундаментальні основи інформатики

На всіх етапах розвитку суспільства інформаційні технології забезпечували інформаційний обмін між людьми, відображали відповідний рівень і можливості систем пошуку, реєстрації, зберігання, опрацювання, подання, передавання інформації і, по суті, були синтезом методів і засобів оперування людини з інформацією в інтересах її діяльності.

Інформаційна технологія — це сукупність методів, засобів, прийомів, що забезпечують пошук, збирання, зберігання, опрацювання, подання, передавання інформації між людьми.

У вузькому значенні «інформаційні технології» — це сукупність методів засобів, прийомів пошуку, зберігання, опрацювання, подання і передавання графічної, текстової, цифрової, аудіо і відеоінформації на основі електронних засобів комп'ютерної техніки і зв'язку.

Інформаційно-комунікаційні технології (ІКТ) — інформаційні технології на базі персональних комп'ютерів, комп'ютерних мереж і засобів зв'язку, для яких характерна наявність доброзичливого середовища роботи користувача.

Таким чином:

Інформатика — комплексна наукова й інженерна дисципліна: 

• об'єктом якої є інформаційні процеси будь-якої природи;  

• предметом є нові інформаційні технології, які реалізуються за допомогою комп'ютерних систем;

• методологією — філософські основи природничих і гуманітарних наук, обчислювальний експеримент.

Інформатика — динамічна наука, що інтенсивно розвивається та суттєво впливає на розвиток інших наук і технологій. Вона перетворюється із суто технічної на фундаментальну суспільно значущу науку.

Однією із сфер людської діяльності, в якій сьогодні все відчутнішим стає вплив інформатики, є система освіти. З'явився новий навчальний предмет, покликаний формувати основи інформаційної культури учнів, який спочатку отримав назву «Основи інформатики та обчислювальної техніки», а згодом «Інформатика».

Курс інформатики розпочали викладати у масовій школі в 1985 р. Причинами його введення стали:

•    зростаюча комп'ютеризація виробництва;

•    зростаюча комп'ютеризація наукових досліджень;

•    потреби підготовки висококваліфікованих фахівців для комп'ютеризованого виробництва;

•    комп'ютеризація управління (діловодство, банківська справа, АРМ керівника, секретаря, бухгалтера);

•    підготовка людини до життя в комп’ютеризованому суспільстві, використання комп'ютерів у побуті;

•    доступ через комп'ютерні мережі до світових інформаційних ресурсів;

•    комп'ютеризація власне освіти.

Деякі з вказаних чинників існували й раніше, але не було такої гострої і масової потреби у відповідних фахівцях. Комп'ютерні мережі стрімко розвиваються, пристроями телекомунікацій через глобальні мережі вже забезпечені багато організацій. Засоби інформаційно-комунікаційних технологій дешевшають і перестають бути рідкістю навіть вдома.

Шкільний навчальний предмет інформатики не може включати всі відомості, які складають зміст науки інформатики, що активно і постійно розвивається. Разом з тим, шкільний предмет, виконуючи загальноосвітні функції, повинен відображати найбільш загальнозначущі, фундаментальні поняття і відомості, які розкривають сутність науки, забезпечувати учнів знаннями, вміннями, навичками, необхідними для вивчення основ інших наук в школі, а також, готувати молодь до майбутньої практичної діяльності і життя в сучасному інформаційному суспільстві.

Серед принципів формування змісту загальної освіти сучасна дидактика виділяє принцип єдності і протилежності логіки науки і навчального предмета.

Визначення змісту шкільного курсу інформатики є дуже непростим завданням, на розв'язування якого продовжує активно впливати процес становлення самої базової науки інформатики. Питання полягає в наступному: чого в новому загальноосвітньому знанні більше — того, що повинно скласти окремий навчальний предмет для загальноосвітньої школи, чи того, що може (або повинно) бути нерозривно пов'язано із змістом і технологією вивчення всіх шкільних предметів?

Предметом навчальної дисципліни «Інформатика» є наукові факти, основні поняття і положення стосовно сутності інформації та інформаційних процесів, принципи, методи і засоби пошуку, збирання, зберігання, опрацювання, подання, передавання інформації та управління інформаційними процесами.

Структура і зміст шкільного курсу «Інформатика» повинні певною мірою відповідати сучасному стану і тенденціям розвитку інформатики як науки.

Інформатика як навчальний предмет — це педагогічно адаптована і предметно специфікована система знань:

•    навчальним об'єктом якої є предмет інформатики як наукової дисципліни;

•    предметом — результат дидактичного опрацювання наукових знань, які належать до навчального об'єкта, відповідно до цілей навчання.

Дидактичне опрацювання — це вибір, розташування і концентрація навчального матеріалу, дидактичне спрощення, дидактична систематизація, форми подання змісту навчання та ін.

Програмне забезпечення шкільного предмета інформатики підтримує інформаційну, управляючу і навчальну системи середньої школи.

включає в себе програмістські засоби для проектування і відтворення таких систем, що орієнтовані на школярів і вчителів

У галузі технічного забезпечення методика навчання інформатики в школі має за мету економічно обґрунтувати вибір технічних засобів для супроводу навчально-виховної о процесу в школі, визначити параметри обладнання типових шкільних кабінетів інформатики, вивчити штяхи ефективного використання серійних засобів і оригінальних розробок, орієнтованих на середню школу.

Навчально-методичне забезпечення шкільного курсу інформатики включає навчальні програми, методичні посібники, підручники зі шкільною курсу інформатики програмні засоби для підтримки навчально-пізнавальної діяльності при навчанні інформатики, а також інших шкільних предметів, на яких можна випробувати методологічний вплив інформатики, і для курсів, при викладанні яких планується використання засобів інформатики.

Очевидно, саме по собі введення сучасної комп'ютерної техніки в навчально-виховний процес школи не забезпечує автоматичного розв'язання завдань інформатизації навчальною процесу Щоб зробити навчальний процес за нових умов ефективним, необхідно вирішити багато психолого-педагогічних проблем, зокрема пов’язаних з дослідженням головних напрямів інформатизації навчання, коти комп'ютер виступає насамперед як засіб навчально-пізнавальної діяльності, а крім того, і як об’єкт вивчення.

До складу курсу вперше включено питання, пов'язані з вивченням соціально-економічних аспектів інформатизації суспільства, які є виключно актуальними і все більше висуваються на перший план ходом розвитку суспільства Тому такі важливі поняття як «інформаційні ресурси» «інформаційна інфраструктура» й «інформаційне середовище суспільства» а також його «інформаційний потенціал» та «інформаційна безпека», будуть доступними для тих учнів, які мають здібності до інформатики Це стає дуже важливим в умовах, коли глобальний процес інформатизації суспільства все активніше впливає на його соціальні й економічні структури, на роль і місце в суспільстві людини.

Відомості про комп’ютер як об’єкт вивчення є складовою частиною шкільного предмета інформатики При цьому шкільний навчальний предмет, покликаний перш за все відігравати загальноосвітні функції, не може охопити всю розмаїтість питань, які становлять зміст науки інформатики, що бурхливо розвивається Одночасно зміст шкільного предмета повинен бути достатнім для того, щоб сформувати в учнів знання вміння навички необхідні на сучасному етапі для вивчення основ інших наук у школі а також для використання інформаційних технологій у майбутній практичній діяльності.

Враховуючи суттєві зміни що відбулися останнім часом v галузі інформатики підвищення її соціальної значущості досвід вивчення у середніх загальноосвітніх школах курсу інформатики використання засобів інформаційних комп'ютерно-орієнтованих технологій у процесі навчання різних навчальних дисциплін, результати проведених науково-педагогічних досліджень, слід розрізняти «Інформатику» як самостійну загальноосвітню дисципліну та комп'ютерно-орієнтовані методичні системи навчання окремих дисциплін.