Дипломная работа: Викладання теми "Історія інформатики" в школі

Розглядаючи розвиток наукової думки стосовно поняття атому, можна відмітити її відповідність логіці викладення цього поняття в шкільній програмі. Ломоносов пояснив сутність атому як найменшої неподільної частинки. Пізніше Резерфорд представив планетарну модель атому, згодом Нільс Бор запропонував свою модель, що так і називається “модель Нільса Бора”. На сучасному етапі розглядають ідею квантування. Виявилося, що багато величин, що вважалися безперервними, мають дискретний ряд значень. На базі цієї ідеї виникла квантова механіка, що описує закони поводження мікрочастинок.

Приклад 2. Поняття світла.

Оптика відноситься до таких наук, первісні представлення яких виникли в далекій давнині. Протягом своєї багатовікової історії вона зазнавала безперервного розвитку і в нинішній час є однією з фундаментальних фізичних наук, збагачуючись відкриттями нових явищ і законів. Поняття світла в загальноосвітній школі вивчається з урахуванням історії його розвитку. Початковим уявленням про світло є пряма лінія, на основі цього факту формулюються закони: прямолінійність поширення світла; явище відображення світла і закон відображення; явище переломлення світла; фокусуюча дія увігнутого дзеркала. На наступному етапі вивчається хвильова оптика, в старшій школі має місце квантова оптика, квантово-хвильовий дуалізм.

Дійсно, розвиток наукової думки в даній області зумовив сьогоднішню шкільну програму з фізики. Евклід є основоположником вчення про прямолінійне поширення світла (300 років до н.е.). Виявлені Евклідом закономірності збереглися й у сучасній геометричній оптиці. У ті ж роки були відкриті наступні факти: прямолінійність поширення світла; явище відображення світла і закон відображення; явище переломлення світла; фокусуюча дія увігнутого дзеркала. Древні греки поклали початок галузі оптики, що одержала пізніше назву геометричної. (Рис. 1.5)

Рис. 1.5

На базі численних дослідних фактів у середині XVІІ століття виникають дві гіпотези про природу світлових явищ: корпускулярна (світло є потік частинок, що викидаються з великою швидкістю тілами, які світяться); хвильова (світло представляє собою продовжні коливальні рухи спеціального світлоносного середовища - ефіру – що збуджується коливаннями часток тіла, яке світиться). Весь подальший розвиток вчення про світло аж до наших днів – це історія розвитку і боротьби цих гіпотез, авторами яких були І. Ньютон і Х. Гюйгенс. Погляди на природу світла в XІХ-XX сторіччях розвивалися і 1900 р. німецький фізик Планк висунув гіпотезу про квантовий характер випромінювання (випромінювання світла носить дискретний характер, поглинання відбувається теж дискретно-порціями, квантами). У 1913 р. датський фізик Н. Бор опублікував теорію атома, у якій об'єднав теорію квантів Планка-Ейнштейна з картиною ядерної будівлі атома. Таким чином, з'явилася нова квантова теорія світла, що народилася на базі корпускулярної теорії Ньютона. У ролі корпускули виступає квант. З виникненням квантової теорії з'ясувалося, що корпускулярні і хвильові властивості є лише двома сторонами, двома взаємозалежними проявами сутності світла. Обидві ці моделі можуть бути використані одночасно, і в залежності від умов перевага віддається одній з них [2].

Велику цікавість представляє історія розвитку диференціально-інтегрального числення. Цей розділ є особливо складним для розуміння, але у випадку, коли він викладається з урахуванням історії, яку пройшла дана наука до сучасних представлень, ефективність навчання значно підвищується. Про це свідчить досвід відомого харківського вченого і педагога В.О. Марченка.

При представлення матеріалу в історичному ракурсі у учнів з’являється можливість з’ясувати причинно-наслідковий характер наукових відкриттів, їх закономірності, пережити їх, відстежити градацію людського розуму, робити анонси та творчо розвиватися і збагачувати власний кругозір.

Слід також відзначити, що реалізація принципу історизму сприяє посиленню загальноосвітньої значущості шкільного курсу інформатики, а також має велике виховне значення через формування патріотизму, любові до своєї батьківщині, розвитку національної самосвідомості. Розглядаючи питання історії інформатики, треба відмітити, що ця нова область - одне з найбільших досягнень 20-го століття. Виникла вона в середині століття і одразу розвивалася з надзвичайною швидкістю й до кінця століття дала людям такі могутні засоби обробки та передачі інформації, які дозволяють із повною підставою говорити про нову технічну революцію. Ці чудові, фантастичні засоби можуть принести людям благополуччя, статок, фізичне й духовне процвітання. Однак, у той же час, вони таять у собі більші небезпеки, подібно іншим великим досягненням людського розуму (атомна енергія, генетика і ін.). Вивчаючи історію інформатики, життя й діяльність її головних діючих осіб, їхні удачі й помилки, ми, ймовірно, зможемо точніше вибирати напрямок подальших досліджень і розробок, попереджати небажані наслідки.

Одна з європейських робочих груп програми ESPRІ, що займається новітніми інформаційними технологіями й базується в одному з університетів Греції, вибрала своїм девізом: "USE POWER ІNTELLІGENTLY" (силу використовуй порядно), а в якості логотипу - картинку, що зображує міф про Дедала і Ікара. Це попередження із древньої історії дуже актуальне в наші дні й повинне стати девізом кожного фахівця. Дослідження з історії інформатики ведуться досить широко в передових країнах світу. З 1978 року в США виходить солідний щоквартальний журнал "ІEEE Annals of the Hіstory of Computіng"(Літопис із історії комп’ютерів). З'являються цікаві, глибокі монографії, написані досить кваліфікованими авторами. Проводяться представницькі міжнародні конференції по різних аспектах історії інформатики. Так, у Франції, починаючи з 1986 року, кожні 3 роки організовуються конференції "Hіstoіre de lіnformatіque" (Історія інформатики), які супроводжуються виставками по історії комп'ютерів. П’ята конференція цієї серії проходила у квітні 1998 року в Тулузі. У серпні 1998 р. у Падерборне (Німеччина) була організована міжнародна конференція по історії комп'ютерів. Вона проходила на базі спеціального архітектурно-музейного комплексу "MuseumsForum", побудованого Хансом Ніксдорфом, успішним підприємцем і меценатом. Цікаво відзначити, що вихідний фонд цього музею обчислювальної техніки склала особиста колекція Никсдорфа. Починаючи з 1994 року, у рамках Міжнародних Конгресів ІFІ проводяться спеціальні сесії "Pіoneer Day" (і відповідні виставки), де доповідаються й демонструються роботи першовідкривачів обчислювальної науки й обчислювальної техніки. Чергова сесія "Pіoneer Day" проходила у вересні 1998 року в Будапешті, під час XV ІFІ World Computer Congress.

У Росії слід зазначити роботи таких істориків науки, як І.О. Апокин [5-6, с. 400], В.Б. Бірюков [9, с. 7-45.], М.Г. Гаазе-Рапопорт [10, с. 46-85]. Значний внесок у дослідження з історії інформатики й кібернетики належить Г.Н. Поварову (див., наприклад, [11,12, с. 96, с 137-152.]). Російські переклади робіт Норберта Вінера видані за редакцією Г.Н. Поварова.

У Україні, в Києві, професор Б.Н. Маліновський опублікував в 1993- 1998 роках кілька книг по історії радянського комп’ютеробудування [13, с. 128]. У жовтні 1998 року в Києві відбувся Міжнародний симпозіум "Комп'ютери в Європі. Минуле, сьогодення, майбутнє" [16, с. 480].

Отже, розглядаючи питання вивчення історії інформатики, треба відмітити його актуальність. Оцінити перспективу й навіть логічну структуру науки інформатики без знання історії її виникнення й становлення не можна. Швидкі темпи розвитку інформаційно-комунікаційних технологій зумовлюють необхідність постійного оновлення змісту освіти з даної тематики. З позицій принципу історизму методологічний, гносеологічний і дидактичний потенціал методики навчання інформатики розкрито не повністю. Тому увагу спеціалістів з дидактики і методики навчання інформатики привертають до себе нереалізовані можливості зазначеного перспективного підходу. Цей історичний інтерес представників методичної науки детермінується соціальними потребами, які відображають специфіку сучасного етапу науково-технічного прогресу, а саме електронно-комунікативної та технологічної революції у контексті гуманізації й гуманітаризації суспільства. Адже адекватно зрозуміти та оцінити специфіку сучасних проблем методики, структуру і функціонування сучасного методичного пізнання можна лише розглядаючи його як певний етап і результат історичного розвитку з урахуванням наступності, генетичних зв'язків, відношень і залежностей від попередніх станів в еволюції методичних ідей, думок і концепцій.

1.2 Принцип історизму в навчанні інформатики та психолого-

педагогічні передумови його реалізації

Методологічною основою розуміння сутності і закономірностей складних об'єктів, дидактичної теорії і практики, які розвиваються, є принцип історизму, що є одним із компонентів діалектичного методу, який розглядає минуле, сучасність і майбутнє цих об'єктів, явищ і процесів у діалектичній єдності, виходячи не тільки з їх динаміки і мінливості в часі, але саме з їх розвитку, тобто незворотної, спрямованої і закономірної зміни явищ і процесів реальної шкільної практики, яка визначає напрямки і характер їх історичної трансформації. На жаль, в педагогічній літературі реалізації цього принципу приділяється недостатня увага. Успішність реалізації принципу історизму залежить від розуміння його ролі у вивченні навчального предмету, усвідомлення його образотворчих і розвиваючих можливостей [17, с. 25].

Принцип історизму висуває важливі методологічні вимоги до процесу наукового пізнання, які сприяють найбільш повному і всебічному відображенню знань об'єктивних сторін і закономірностей розвитку дидактики і побудови ефективних наукових теорій. Це вимагає розглядати явища, події і процеси в історії з точки зору:

- їх внутрішньої структури як органічного цілого, як системи (системно-цілісний підхід);

- процесу (сукупностей історичних зв'язків і залежностей їх внутрішніх станів, які слідують один за одним у часі);

- виявлення і фіксування якісних змін, переходів і перетворень у їх структурі в цілому, а також виявлення джерела цих змін, переходів і перетворень;

- розкриття закономірностей їх генезису і розвитку, законів переходу від одного історичного стану до іншого, які характеризуються відповідними структурами; розкриття закономірностей наступності цих якісно різних станів, які відповідають якісно різним етапам розвитку (генетичний підхід).

Сутність принципу історизму полягає в розумінні об'єктивної дійсності як цілого, що розвивається, як складної динамічної системи об'єктів, явищ і процесів педагогічної дійсності, які виникають за певних умов під впливом певних чинників і причин, що зазнають змін, у ході яких реалізуються різні тенденції їх росту та розвитку і відкриваються різні перспективи їх майбутніх станів. Відповідно до принципу історизму, сучасність також розвивається, і в цій зміні й розвитку дидактики борються різні методологічні і методичні тенденції і виникають можливості їх реалізації, тобто сучасний стан дидактичної теорії і практики формує майбутнє середньої освіти. Застосування принципу історизму фактично означає, що необхідно постійно враховувати тенденції розвитку, наявність зародків майбутнього в сучасному стані методики, розуміти обмеженість і неповноту підходу до аналізу педагогічних явищ тільки з точки зору їх сформованого стану.

Історія завжди була невід'ємною частиною мистецтва, математики і науки. Адже історія розширює перспективи фахівця, вона дозволяє досліджувати внутрішній світ і спонукальні причини творчості видатних людей минулого. Історія дає можливість учитися на уроках минулого й у такий спосіб удосконалювати свою діяльність.

З розвитком інформаційно-комунікаційних технологій також інтенсивно розвивається методика навчання інформатики, багато положень у ній сформувалися зовсім недавно і не мають ще ані глибокого теоретичного обґрунтування, ані експериментальної перевірки. Прагнучи до цілісності і повноти методики навчання інформатики, слід комплексно представляти навчальний матеріал, пам’ятати про історичні аспекти кожної теми, вносити елементи історизму до кожного розділу методики. На наш погляд, у сформованій практиці викладання інформатики недостатньо використовується добре відомий у дидактиці принцип історизму, до того ж ми не завжди можемо погодитися з його трактуваннями. Наприклад, в аналізі підручників з інформатики читаємо приблизно наступне: "Оскільки в книгах висвітлюються питання розвитку обчислювальної техніки, можна вважати, що принцип історизму дотримується". Але проста констатація факту, що в якомусь році з'явився якийсь тип процесору, мало чим відрізняється від констатації факту, що "Волга впадає в Каспійське море". Подібний підхід не змушує учнів думати, аналізувати подію (прийняте рішення) з погляду того або іншого періоду історії. А принцип історизму повинний сприяти розвиткові критичного мислення учнів. Продемонструємо це на конкретному прикладі.

У досить цінній у методичному плані книзі О.С. Шипилевського "Этюды по информатике", що вийшла в м. Чебоксари в 1991 р., докладно розбираються різні розв’язки олімпіадних задач з програмування: дається їхній кваліфікований аналіз, обґрунтовується різниця в балах, що нараховуються за кожен варіант розв’язання. Одна з розібраних задач така:

Знайти всі позитивні чотиризначні числа abed, для яких виконуються наступні умови: а) а, b, c, d - різні цифри; в) ab~cd=a+b+c+d (тут ab і cd – двоцифрові числа).

Відразу напрошується наступне розв’язання (наведемо його на Бейсіку):

5DEFІNT A-D, Р