Пример выстраивания содержания обучения информатике в основной школе на основе содержательной линии «Представление информации»
В качестве основы идеологии отражения «сквозной» линии «Представление информации» в содержании курса информатики, построенного на основе идеи «от ИП к ИТ», можно выделить три важнейших принципа:
- • единство представления информации, рассматриваемое с точки зрения возможности представления любой информации в некоторой универсальной форме;
- • единство в методах и средствах преобразования информации, заключающееся в том, что представление любой сложной двоичной функции может быть сведено к использованию ограниченного набора элементарных операций;
- • построение информационных технологий на основе алгоритмов, обеспечивающих возможность автоматизации обработки информации.
При этом особую роль играет первый принцип единства представления информации, поскольку на основе понимания единства представления информации раскрывается единство в методах и средствах преобразования информации, а также возможность автоматизации обработки информации, представленной в виде алгоритма.
При изучении раздела «Информация и информационные процессы» обучающиеся должны понять, что информация - это не что иное, как модель окружающего мира, выраженная некоторым языком, а представить информацию - это значит построить информационную модель. Важно обратить внимание обучающихся, что сегодня уже существует огромное разнообразие форм представления информации, и каждому человеку важно научиться эффективно использовать их для представления информации, без понимания этого не может быть обеспечено высокое качество информационной деятельности.
В следующем разделе курса информатики «Представление информации» обучающиеся должны познакомиться с разными формами представления информации, научиться работать с ними. А поскольку существуют разные формы представления информации и возникает задача выбора эффективной формы, то в этом разделе акцент следует сделать на выборе формы, наиболее целесообразной (адекватной) потребностям работы с информацией. Учитывая задачи и структуру курса информатики, основанную на идее «от информационных процессов к информационным технологиям», в этом разделе следует обратить особое внимание школьников на двоичную форму представления информации (при помощи двух цифр: «О» и «1»), которое лежит в основе цифровых устройств, широко применяемых уже сейчас в деятельности человека. Необходимо раскрыть преимущества двоичного представления информации.
В разделе «Информационное моделирование» необходимо сформировать у обучающихся представление о том, что информационная модель есть информация об объекте моделирования, отражающая наиболее существенные для исследователя свойства этого объекта. Обсуждая этапы информационного моделирования, следует особое внимание уделить выбору формы представления модели, так как адекватность модели во многом определяется выбором формы ее представления. В этом разделе отрабатываются умения строить информационные модели на многочисленных примерах, обучающиеся учатся выбирать эффективную форму представления модели, оценивать ее на адекватность сущностным характеристикам этой модели. При этом следует отметить, что фактически все изучаемые информационные модели разделяются на два типа - модели данных и модели деятельности или так называемые алгоритмы.
Более подробно модели деятельности рассматриваются в разделе «Алгоритмизация», изучение которого важно с точки зрения формирования у обучающихся представлений о возможности автоматизации информационной деятельности, представленной в виде алгоритма (или совокупности алгоритмов). Важно сделать акцент на том, что рассмотренный выше принцип единства представления информации как возможности представления любой информации в некоторой универсальной форме (в двоичном представлении) обуславливает другой принцип - единство в методах и средствах преобразования информации. Поскольку преобразование любой информации в двоичном представлении может быть сведено к ограниченному набору элементарных функций (конъюнкция, дизъюнкция и отрицание) описанной алгеброй логики (алгеброй Буля), то это определяет возможность построения универсального преобразователя, созданного на основе всего трех базовых логических элементов («И», «ИЛИ», «НЕ»), реализующих три основные логические операции (конъюнкция, дизъюнкция и отрицание).
Эти идеи получают свое развитие в разделе «Компьютер как универсальное средство обработки информации». Обучающиеся должны четко понимать, что компьютер обрабатывает информацию, представленную в двоичной форме, используя аппарат математической логики. Технически логические функции реализуются посредством трех логических элементов («И», «ИЛИ», «НЕ»). Обработка информации на компьютере основана на использовании этих трех элементов, которые в совокупности могут реализовать любое преобразование. Таким образом, можно утверждать, что компьютер - это универсальное средство для преобразования информации.
Рассматривая информационную технологию как целенаправленную организацию информационных процессов, как совокупность алгоритмов, реализующих ее основные этапы, в разделе «Информационные технологии» обобщается изученный материал, который построен на основе отражения «сквозной» содержательной линии «Представление информации», при реализации трех важнейших принципов:
- • единство представления информации, рассматриваемое с точки зрения возможности представления любой информации в некоторой универсальной форме;
- • единство в методах и средствах преобразования информации, заключающееся в том, что представление любой сложной функции может быть сведено к использованию ограниченного набора элементарных операций;
- • построение информационных технологий на основе алгоритмов, обеспечивающих возможность автоматизации обработки информации.
Важно отметить, что особое значение имеет раскрытие сути принципа единства представления информации как возможности представления любой информации в двоичной форме, однозначности понимания, надежности, как качественного представления информации. Следует подчеркнуть, что рассматриваемый первый принцип единства представления информации (с точки зрения возможности представления любой информации в некоторой универсальной форме) определяет второй принцип единства в методах и средствах преобразования информации, заключающийся в том, что любая сложная двоичная функция может быть сведена к ограниченному набору элементарных операций, а это обуславливает и принцип построения информационных технологий на основе алгоритмов, обеспечивающих возможность автоматизации обработки информации.
Решение специальным образом подобранных практических задач из различных сфер человеческой деятельности с применением конкретных средств информационных технологий рассматривается как закрепление ранее изученного материала, при этом изучение вопросов представления информации осуществляется на новом, еще более высоком уровне. Показывается широкое применение сформированных умений представлять информацию к решению различных задач из разных областей знания - это универсальные способы деятельности.
Таким образом, можно построить содержание обучения информатике, центральной нитью которого являются вопросы представления информации. Содержательная линия «Представление информации» органично пронизывает весь курс информатики, связывает отдельные аспекты его содержания в единую цепочку, образуя, таким образом, целостность всего курса информатики. Изучение такого курса, несомненно, позволит осуществить полноценное формирование многих важнейших предметных знаний и умений школьного курса информатики, в том числе умений грамотно представлять информацию, которые являются в об- щем-то метапредметными (общеучебными), освоение которых во многом обеспечивает достижение важнейших личностных образовательных результатов.
