Применение компьютерных технологий в обучении.

Эта тема встречается в технических и экономических вузах уже на первом курсе, поэтому знакомство с ней является пропедевтикой для тех школьников, которые выбрали себе именно это направление дальнейшей учебы.
В ходе теоретических занятий на примерах экономического содержания говорится о природе систем линейных уравнений, т.е. обсуждаются те экономические задачи, которые моделируются этими системами. Далее учащиеся знакомятся с такими понятиями, как матрица, определитель квадратной матрицы, линейная независимость, матричная арифметика, обратная матрица. Эти действия и функции хорошо иллюстрируются средствами электронных таблиц. В частности среди математических функций предлагаются функции обращения матрицы, вычисления определителя, перемножения матриц. Эта дает возможность показать, как решается система линейных уравнений методом Крамера (через определители), либо с помощью матричных механизмов (обращение матрицы и умножение обратной матрицы на вектор – правую часть системы.)
Кроме собственно математики и знакомства с математическими функциями в электронных таблицах школьники знакомятся с работой с массивами, использованием формулы массивов – раздел, обычно оставляемый в стороне при использовании электронных таблиц.
2. Excel дает возможность знакомить школьников с численными методами. Наиболее ярко эти методы могут быть проиллюстрированы путем решения трансцендентных уравнений. В старших классах учащиеся вполне способны освоить:
Метод половинного деления
Метод хорд
Метод прямой итерации.
Расчетные схемы в среде электронных таблиц дают возможность наглядно увидеть переход от итерации к итерации. При этом школьники осваивают использование условных операторов «Если». Может быть также показана такая интересная настройка среды, как отключение циклических ссылок и их замена итеративным циклом. Это является хорошей подготовкой к программированию.
3. Освоение такой интересной темы, как модели в информатике и экономике могут иллюстрироваться оптимизационными задачами с использованием встроенного в среду Excel Симплекс- метода. Знакомство с современными задачами экономики позволяет показать учащимся тесную связь математики – информатики – экономики, т.е. выработать интегрированное понимание в нескольких предметных областях.
4. Особый интерес у школьников вызывает возможность построения диаграмм в среде табличного процессора. В первую очередь необходимо показать не как строить диаграммы, а как их трактовать и использовать. Наиболее полезным в этой связи представляется использование точечных диаграмм, как инструмента вероятностного прогнозирования с применением линии тренда. Во-первых это дает возможность показать принципы научного прогнозирования на базе статистических данных, во-вторых – познакомить с некоторыми терминами и идеями математической статистики, в том числе – оценкой погрешности.

Блок программирования может быть построен на основе двух языков: Visual Basic For Application (VBA), который «скрыт» в среде Microsoft Office, и Pascal. Изучение Excel является хорошим «мостиком» для перехода к работе с VBA. При этом показывается, что с помощью программирования среда электронных таблиц может быть существенно развита и расширена.
Важные особенности среды заключаются в следующем:
А) Они интегрирована с функциями Excel.
Б) Она существенно объектная, что позволяет незаметно знакомить школьников с некоторыми идеями объектного программирования
В) В ней могут использоваться ячейки электронной книги для ввода и вывода данных, а макросы – для получения примеров, иллюстрирующих языковые структуры.
Отметим также, что VBA позволяет писать в соответствии с принципами структурного программирования, используя описания переменных, процедуры и функции с параметрами, циклические и условные конструкции и пр.
VBA дает также возможность показывать идеи реализации типовых алгоритмов. Например, алгоритмов поиски и сортировки, а также использование рекурсии. Наконец, этот язык может рассматриваться как подготовка к написанию программ на Pascal.
Выбор языка Pascal для обучения хорошему стилю программирования определяется во-первых тем, что по замыслу автора (Н. Вирта), этот язык ориентирован на обучение. Во-вторых он сейчас свободно распространяемый, что снимает проблему лицензирования. В терминах этого языка могут успешно решаться задачи олимпиад по предмету. Наконец, этот язык является базовым при начале обучения программированию в таких вузах как ИТМО и СПбГЭТУ (ЛЭТИ).
При обучении языку учителю можно рекомендовать ориентироваться на вузовский двухтомник Т.А. Павловской. Предложенные в нем задачи имеют в первую очередь математический характер (в отличие, например, от модельных задач, предлагаемых в лицее №239). Это дает возможность глубже освоить углубленный курс математики.
В добавление к Visual Basic дети знакомятся с понятием пользовательского типа данных. Особенно важными являются такие разделы как записи, указатели. Эти разделы дают возможность не только познакомиться с идеями алгоритмизации, что как бы входит в базовую программу обучения, но и строить динамические структуры (связные списки, деревья, графы). Именно задачи на создание таких структур предлагаются на городских олимпиадах по программированию.
Предлагается в десятом классе знакомить детей с математическими возможностями Excel и VBA, включая традиционные алгоритмические идеи, а в одиннадцатом переходить к программированию на Pascal, в кратчайший срок знакомясь с идеями динамических структур и рекурсивных процедур для их обработки.
Тема «Базы данных» также является одной из наиболее сложных для понимания школьников и вместе с тем востребованной в реальной жизни. На практике в школе эта тема либо игнорируется вовсе, либо сводится к работе по заполнению готовых форм, либо, в лучшем случае, к проектированию однотабличных баз в среде Excel и использованию механизмов фильтрации для поиска в этих базах.
Среда Access является оптимальной для изучения реляционных СУБД. Это связано с ее доступностью, с наглядным и простым инструментарием, а также с большим числом примеров, предлагаемых компанией – разработчиком для освоения среды. Вместе с тем проектирование баз данных – самостоятельный раздел, поэтому для изучения этого раздела может быть предложен совершенно самостоятельные факультативный курс, рассчитанный на два года по три часа в неделю.
В теоретическом разделе детей знакомят с основными понятиями и терминологией. При этом обязательно следует акцентировать, что база данных – это модель информационной структуры, смысл которой в минимизации объема хранимых сведений, в ускорении поиска данных, в автоматизации ряда рутинных процессов, в первую очередь – вычислительных.
Освоение баз лучшим образом реализуется на понятных ученикам примерах. Скажем, ведение турнирной таблицы каких-либо состязаний воспринимается учащимися с достаточным интересом. При этом автоматизируются функции подсчета очков, разности забитых и пропущенных мячей и пр.
Важно объяснить на примерах принципы сохранения целостности данных.
Базы данных дают также возможность удовлетворить интерес школьников к оформлению работ за счет создания не только функциональных но и красочных форм.

Заключение
В настоящей работе рассмотрены проблемы современного компьютерного образования в школе. На основе анализа ситуации в российских школах сделан вывод о нецелесообразности обязательного курса информатики, поскольку этот курс не поддержан ни общей программой, ни хорошей учебной литературой, ни подготовленным педагогическим составом. Наконец, создание такого курса в условиях динамично развивающейся предметной обрасти. Предлагающей все новые и новые возможности представляется просто нереальным.
В качестве альтернативы предлагается использовать кабинеты информатики с компьютерами, включенными в сеть сетей Интернет как средство более глубокого и наглядного изучения других образовательных дисциплин. Эта точка зрения обосновывается, например, наличием лицензированных продуктов для ее реализации. Что же касается собственно информатики и информационных технологий, то автором предлагается широкий спектр факультативных курсов по выбору, учитывающий многообразие использования компьютерных технологий в современном мире и вариативность интересов школьников.
В качестве примера позитивного подхода к использованию информационных ресурсов рассмотрена классическая гимназия №610 санкт-Петербурга. Выявлены положительные стороны работы в этом образовательном учреждении и недостатки, связанные с преподаванием программирования и использованием информационных технологий с целью опережающего получения знаний по математике. Предложены идеи программы преодоления названных недостатков.
Список литературы
Абдеев Р.Ф. Философия информационной цивилизации. – М.: ВЛАДОС, 1994. – 336с.
Бауэр С.Л., Гооз Г. Информатика. Вводный курс в 2-х частях. Часть1. /Пер с нем. М.: Мир, 1990 – 336с.
Брой М. Информатика. Основополагающее введение: в 4-х частях. Ч.1 /Пер с нем. – М.: Диалог-МИФИ, 1996. – 299с.
Волкова И.В.. Педагогические публикации, Образование и карьера в Санкт-Петербурге №2, 2001
Информатика. 10-11 класс/ под ред. Н.В.Макаровой. - СПб: Питер КОМ, 1999. - 304с
Информатика. 6-7 класс/ под ред. Н.В.Макаровой. - СПб: Питер КОМ, 1998. - 256с.
Информатика. 7-8 класс/ под ред. Н.В.Макаровой. - СПб: Питер КОМ, 1999. - 368с
Информатика. 7-9 кл. Учеб. для общеобразоват. Учеб. заведений/ А.Г.Гейн, А.И.Сенокосов, В.Ф.Шолохович. - М.: Дрофа, 1998. - 240с.
Информатика. 9 класс/ под ред. Н.В.Макаровой. - СПб: Питер КОМ, 1999. - 304с
Кушниренко А.Г. и др. Основы информатики и вычислительной техники: проб. учеб. для сред.учеб.завед. 2-е издание. - М.: Просвещение, 1991. – 224с.
Кушниренко А.Г., Лебедев Г.В. Программирование для математиков: Учеб. Пособие для вузов – М.: Наука, 1988 – 384с.
Ляхович В.Ф., Крамаров С.О., Основы информатики, Ростов-на Дону. Феникс, 2003
Макарова Н.В. “Об изменениях в учебнике Информатика 6-7 класс”.
Павловская Т.А.. Паскаль. Программирование на языке высокого уровня, СП-б, Питер, 2006
Перечень учебников и пособий, рекомендованных МО и ПО РФ на 1999/2000 учебный год /“Учительская газета” № 4, 1999
Петухова Е.В., Кто он, учитель информатики //Информатика в школе №4, 2002
Подласый И.П. Педагогика: Учеб. для студентов высших пед. учеб. заведений. - М.: Просвещение: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1996. - С.292-293.
Подосенина Т. А.. Развитие творческих способностей и образного мышления у детей средствами компьютерной графики //Компьютерные инструменты в образовании №4, 2003
Программы общеобразовательных учреждений. Информатика. - М. Просвещение, 1998 г. - 144с.
Программы общеобразовательных учреждений. Информатика. - М. Просвещение, 1991 г. - 144с
Реннер Л.Г., Программа курса информатики для классов физико-математического профиля, Новосибирск, 2005
Страуструп Б. Язык программирования С++: Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1991. – 352с.
Тихомирова Л.Ф., Басов А.В. Развитие логического мышления детей. – Ярославль: ТОО “Гринго”, 1995. – 240с.
Толковый словарь по вычислительным системам /Под ред. В.Иллингуорта и др.: пер с англ. А.К.Белоцкого и др.; Под ред. Е.К.Масловского. – М.: Машиностроение, 1990. – 560с.
Тур С.. Бокучава Н., Первые шаги в мире информатики. Методическое пособие для учителей 5 - 6 классов (с дискетой), СП-б, БХВ, 2004
Фридман Л.М. Наглядность и моделирование в обучении.– М.: Знание, 1984.
Хайт А.М., Excel для уроков математики //Магия ПК №6, 2002
Чекалова А.Д. Логика. Для педагогических учеб. Заведений – М. Добросвет. Книжный дом. Университет, 1998 – 480с.
Шауцукова Л.З., Информатика, М.. Просвещение. 2003
Шафрин Ю.А. Основы компьютерной технологии. Учеб. Пособие для 7-11 кл. по курсу “информатика и вычислительная техника” – М.: ABF, 1996. – 560с.
Шлеер С., Меллор С. Объектно-ориентированный анализ: моделирования мира в состояниях: Пер с англ. – Киев: Диалектика, 1993. – 240с.


Сегодня содержание курса “Информатика” определяется на основе обязательного минимума содержания образования. Раскрытие основных понятий осуществляется каждым учителем самостоятельно и излагается в учебной программе. Отметим, что в сборнике Программ приведено 16 программ для разных возрастных категорий учащихся (первоначально таких программ предлагалось 3). При таких условиях учитель поставлен в сложную ситуацию: обеспечить минимальный уровень знаний согласно стандарту в сжатые сроки и выбрать оптимальный образовательный маршрут для своих учеников.
По базисному учебному плану информатика изучается в 10-11 классах (приказ МО и ПО РФ № 322 от 9.02.98), а в остальных может быть включена в вариативную часть плана. На практике же изучение информатики начинается на средней, а иногда и на младшей, ступени обучения. Это привело к тому, что появилось много учебной литературы и программ для этой возрастной категории учащихся. Однако, до сих пор продолжается дискуссия, чему учить на уроках информатики, как формировать базовую систему понятий предмета. (Волкова И.В.. Педагогические публикации, Образование и карьера в Санкт-Петербурге №2, 2001)
Подосенина Т. А.. Развитие творческих способностей и образного мышления у детей средствами компьютерной графики //Компьютерные инструменты в образовании №4, 2003
Хайт А.М., Excel для уроков математики //Магия ПК №6, 2002
Павловская Т.А.. Паскаль. Программирование на языке высокого уровня, СП-б, Питер, 2006




30