CC BY
1УДК 378.2
НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В СОВРЕМЕННОЙ ШКОЛЕ
Костина Ирина Борисовна кандидат философских наук, доцент Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный национальный исследовательскийуниверситет» (г. Белгород);
Гладких Юлия Петровна кандидат физико-математических наук, доцент Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный национальный исследовательскийуниверситет» (г. Белгород);
Макаренко Алексей Алексеевич студент
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный национальный исследовательскийуниверситет» (г. Белгород)
Постановка проблемы. Современное общество развивается со стремительной скоростью, вовлекая всех его членов в создание, обмен и хранение информации. Информация становится серьезным ресурсом, позволяющим каждому приобретать с её помощь различные блага. Как отмечает H.H. Калинина, в современном обществе «...информация признается наиболее значимым ресурсом, новые информационные и телекоммуникационные технологии и техника становятся базовыми технологиями и техникой, а информационная среда наряду с социальной и экологической - новой средой обитания человека» [4, С. 494-495]. Данный факт указывает на то, что особое место в обучении занимает овладение содержанием школьного курса информатики. Одной из основных целей обучения информатике является подготовка обучающихся к жизни в информационном обществе, получение компьютерной грамотности, эти условия кажутся практичными, однако современные технологии ломают эту систему, показывая, что содержание школьного курса требует расширения, так как уже недостаточными являются знания, умения и навыки, приобретаемые учащимися во время обучения. На наш взгляд, требуется расширение самого понятия компьютерной грамотности, так как оно задаёт вектор развития информатики в современной школе. С.П. Михайлов, Е.Г. Николаева, Г.Б. Рупасова дают следующее определение: «Компьютерная грамотность - это способ думать, учитывая особенности компьютеров и компьютерных сетей и открывая для себя новые особенности» [6, С. 187]. Подчеркнём, что «Компьютерная грамотность - это способ думать», то есть формирование способности строить свою деятельность таким образом, чтобы максимально эффективно распоряжаться основным ресурсом современного общества - информацией. Таким образом, нам бы хотелось описать основные направления развития школьного курса информатики, которые позволят разрешить проблему, обозначенную нами выше.
Изложение основного материала исследования. Начнём с того факта, что уровень изучения математики в школе возрастает, о чём нам говорят современные ФГО, а также кодификаторы государственных экзаменов по математике. А как известно, компьютерные науки имеют полностью математическое обоснование начиная с кодирования информации, и заканчивая машинным обучением. Поэтому первым вектором в развитии школьной информатики является в более тесном взаимодействии данных учебных предметов. В.А. Гусева подчёркивает: «...курсы математики и информатики оказывают значительное влияние друг на друга. Использование межпредметных связей этих учебных предметов в обучении математике способствует повышению эффективности процесса обучения в целом, а также улучшает подготовку выпускников, помогая им использовать и совершенствовать свои знания» [2, С. 14]. Так изучение комбинаторики и теории вероятностей можно сочетать, показывая применимость их на практике с помощью кодирования информации, да в целом рассматривая криптографию, что показывает работу полученных знаний в жизни. Также хорошую базу для информатики создают элементы высшей математики, которые теперь включены в содержание образования. Это позволяет взглянуть на компьютерные науки под другим углом, а также использовать современные технологии в математическом моделировании. На наш взгляд, становится перспективным изучение численных методов, позволяющих решить целый ряд математических задач, используя программирования и различное ПО, с их помощью можно показать, насколько велик инструментарий, предлагаемый современными, табличными процессорами. Также это позволяет представить программирование с позиций математики, что серьёзно может облегчить разработку алгоритмов ученикам, а также стать отличным проводником в мир IT. Работа в данном направлении в современных школах ведётся через проведение различных элективных курсов, однако, на наш взгляд, математическую линию необходимо включить непосредственно в курс информатики, это позволит раскрыть суть компьютерных наук с технической точки зрения, рассмотреть их в ретроспективном разрезе, а также станет отличным показателем того, как применимы знания школьной математики в практике, что в свою очередь даст возможность учащимся взглянуть на данную науку как мощный инструмент в решении различных задач и проблем, раскроет её живость.
Особое место в школьном курсе отведено алгебре логики, а также основам работы с информацией, однако у школьников возникают проблемы с применением данных знаний, а когда дело касается работы с памятью при программировании, то возникают серьёзные трудности и проблемы. Поэтому, на наш взгляд, перспективным является изучение процессоров, микропроцессоров, которые позволяют перейти к работе с микроконтроллерами. Это даёт возможность понять суть работы компьютеров, а также непосредственно показать практическую применимость полученных знаний, а также перейти к изучению аспектов робототехники с полным понимание принципов основ работы «мозга» любого устройства. Как подчёркивает Т.С. Зверева: «Стоит отметить, что внедрение робототехники в школьный курс обучения является наиболее важной составляющей из-за большого количества роботизированных механизмов, которые нуждаются в надлежащем обслуживании» [3, С. 125]. Автоматизация различных процессов неотрывно связано с применением роботов,
микроконтроллеров. Изучение данной области компьютерных наук раскрывает применимость знаний и теории из алгебры логики, математики, работы с информацией, а также понять сущность архитектуры компьютеров.
Следующим интересным направлением для расширения школьного курса информатики является изучение алгоритмов и различных типов структур данных. Данный раздел серьёзно ужат и сокращён, что оказывает пагубное влияние на изучение программирования. Основу решения любой задачи не только учебной, а в принципе любой, составляет разработка алгоритма, а успех её разрешения определяется в первую очередь эффективностью его работы. Поэтому, когда учащиеся сталкиваются со сложными задачами, то возникают трудности, которые кажутся им непреодолимыми, так как им не хватает инструментария для решения проблемы. Изучение алгоритмов необходимо в первую очередь для того, чтобы создать базу для решения широкого спектра задач. Это позволяет учащимся мыслить креативно, давая широкий простор для творчества. Серьёзным плюсом при хорошем изучении алгоритмов является снижения порога овладения любым языком программирования, так как у учащегося уже имеются знания необходимые для решения задач, код программы на конкретном языке - это не что иное как форма представления разработанного алгоритма. Ещё одним важным аспектом, на который нам хотелось обратить внимание, является то, что при рассмотрении данного раздела педагоги недостаточное количество внимания уделяют тому, что алгоритм не только должен работать, в первую очередь он должен работать эффективно. К этому необходимо приучать с самого начала, поскольку те учащиеся, которые решат связать себя с IT, столкнутся с тем, что на рынке зачастую неважно, решил или не решил задачу, а важно то, насколько рационально, важен КПД. Поэтому более высокий и углубленный уровень разработки алгоритмов должен строиться на том, чтобы решить задачу максимально, как сказали бы математики, изящно, без лишних трудозатрат. Такая позиция позволяет учащимся смотреть на язык программирования как на средство, а не цель, то есть цель для них будет состоять не только в том, чтобы решить задачу на данном языке программирования (ЯП), а найти путь максимально краткий с помощью ЯП.
Ещё одним важным положительным результатом расширения изучения данного раздела является влияние на личность в целом, а также порождаемые им метапредметные связи. На любом предмете решаются определённые задачи, однако ученик, достаточно хорошо овладевший содержанием теории алгоритмов на уроках информатики, будет подходить к организации своей деятельности иначе, сперва он будет ей тщательно планировать, разрабатывая максимально эффективный алгоритм. Как справедливо подчеркивают A.C. Муртузалиева и Т.С. Гаджиев: «Алгоритмизация помогает при решении не только учебных задач, но и задач любого характера, где требуется креативный подход, умение анализировать и выбирать оптимальный вариант решения» [7, С. 55].
Перейдём к следующему направлению, которое представляет достаточно широкий интерес для изучения в рамках школьной информатики, а именно изучение работы с базами данных. Как мы отмечали ранее, информация является важнейшим ресурсом в современном обществе, отличным средством для работы с ней являются базы данных. Они позволяют накапливать её, хранить, структурировать, а также отбирать по заданным параметрам. С их помощью происходит обучение искусственного интеллекта, но к этой теме мы вернёмся позднее. Базы данных применяются широко, так как во многих областях общественной жизни требуется уметь структурировать информацию, возрастает спрос на специалистов в Data Science, поэтому возникает потребность к их подготовке с малых лет. Эта тенденция наблюдается и современных ФГОС и КИМ ЕГЭ по информатике. Изучение баз данных позволяет непосредственно перейти к работе с SQL. T.B. Ткач пишет: «Практикуясь с составлением запросов в оконном интерфейсе приложений, школьники наблюдают их реализацию на SQL, понимают, как работают его конструкции в случаях создания, обслуживания и извлечения данных из реляционных баз. Впоследствии, часто случается, что в своих школьных проектах ребята делают успешные попытки создания своих собственных баз данных с реализацией СУБД на языке программирования, с включениями SQL» [8, С. 339-340]. Также работа с СУБД позволяет овладеть основами математического моделирования, изучить естественные процессы, рассмотрев основные его параметры, а также описать его функционально. Изучение БД является перспективным с точки зрения овладения умениями работать с большими объёмами информации, которые, как мы отмечали выше становятся всё более и более перспективными.
Ещё одним интересным направлением развития школьной информатики является знакомство учащихся с веб-программированием, М.С. Ажгихина отмечает: «На данный момент создание вебсайтов и онлайн-приложений является перспективным направлением в сфере информационных технологий. Способность визуализировать информацию в виде веб объекта стала актуальной не только для программистов, профессионально занимающихся веб-разработкой, но и для людей из других сфер деятельности, благодаря развитию онлайн-технологий, где востребован широкий диапазон цифровых навыков» [1, С. 35]. Эта информация подтверждает актуальность данного раздела, однако данный факт находит своё обоснование и в действительности. Ежедневно миллионы пользователей потребляют информацию посредствам сети Internet, посещая десятки различных веб-страниц, поэтому особенно востребованными являются навыки в их разработке. Языки HTML и CSS достаточно просты в освоении, при этом их изучение будет интересным в силу их наглядности, а навыки программирования и алгоритмизации позволят оживить веб-страницу с помощью скриптов, а также будут необходимы при работе с PHP для обработки запросов. Изучение данного блока позволит учащимся рассмотреть ещё одну отрасль в IT, которая сегодня развивается и требует всё большего числа специалистов.
И напоследок, хотелось обратить внимание на то направление, которое сегодня подчёркивает свою значимость с каждым днём, а именно изучение машинного обучения и искусственного интеллекта. Все направления, которые мы обозначили выше, в той или иной степени интегрированы в этом. Сегодня происходит стремительное внедрение интеллектуальных систем в различные сферы человеческой жизни: от производства до правового регулирования, поскольку они представляют собой наиболее эффективный инструмент для решения конкретной задачи. Однако для изучения данной области требуется переработка всего курса в целом в первую очередь с методической точки зрения. Для успешного овладения содержанием образования данной предметной области к ученику, как и к учителю предъявляются достаточно серьёзные требования, поскольку он является достаточно сложным по своей сути. От учащихся в первую очередь будет требоваться хороший уровень владения математикой, более глубокое знакомство с работой собственного мозга, то есть требовать знаний из области нейронаук, а также безусловно информатикой. Основными дидактическими блоками, которые представляют наиболее важными для изучения машинного обучения и необходимо знать ученику, являются: информация и информационные процессы, аппаратное и программное обеспечение компьютера, представление информации и кодирование данных, основы математической логики, формализация и моделирование, алгоритмизация и программирование, информационные технологии, информационная деятельность человека [5]. При этом изучение
машинного обучения и искусственного интеллекта имеет связи со всеми предметами как естественнонаучного блока, так и гуманитарного, поскольку сам искусственный интеллект применим для разного рода задач.
Выводы. Таким образом, рассмотренные направления являются отражением запросов действительности, а в первую очередь на них реагирует образование, поскольку именно оно готовит доя жизни в ней, а так как действительность состоит в функционировании информационного общества, то и больший груз ответственности возлагается на школьную информатику. Те векторы, которые были обозначены, показывают, что развитие курса информатики будет основываться на:
• объединении и тесном взаимодействии урочной и внеурочной деятельности;
• умелом и эффективном сочетании унификации и дифференциации образования;
• работе над несоответствием предметной области компьютерных наук и содержанием школьного курса;
• актуализации содержания курса, добавление материала и исключение избыточного;
• формирование гармоничного сочетания теоретической составляющей курса и практической;
• методической обработке содержания курса в соответствие с психолого-педагогическими особенностями учащихся.
Всё это позволит решить проблему серьёзного отставания развития школьного курса информатики от запросов
современного общества, где современным технологиям отведена важная роль.
Аннотация. В статье рассматриваются различные направления развития обучения информатике в современной школе. Изучение комбинаторики и теории вероятностей, алгебры логики, изучение алгоритмов и различных типов структур данных, знакомство обучающихся с веб-программированием и искусственным интеллектом являются отражением запросов действительности современного общества, где важная роль отведена школьной информатике.
Ключевые слова: информатика, современная школа, компьютерная грамотность, алгебра логики, комбинаторика, теория вероятностей, базы данных, алгоритмизация, веб-программирование, искусственный интеллект.
Annotation. The article discusses various areas of development of computer science education in a modern school. The study of combinatorics and probability theory, algebra of logic, the study of algorithms and various types of data structures, familiarization of students with web programming and artificial intelligence are a reflection of the demands of the reality of modern society, where an important role is assigned to school computer science.
Key words: computer science, modern school, computer literacy, algebra of logic, combinatorics, probability theory, databases, algorithmization, web programming, artificial intelligence.
Литература:
1. Ажгихина, M. С. Изучение веб-технологий для расширения базовых цифровых компетенций выпускников школ / М. С. Ажгихина // Информатика в школе. - 2021. - № 7(170). - С. 34-39. - DOI 10.32517/2221-1993-2021-20-7-34-39. - EDN ARETWT.
2. Гусева, В. А. Межпредметные связи математики и информатики как фактор повышения качества обучения в школе / В. А. Гусева, О. В. Дворжанская. — Текст : непосредственный 11 Юный ученый. — 2018. — № 5 (19). — С. 14-17.
3. Зверева, Т. С. Роль и место робототехники в современной школе / Т. С. Зверева 11 Форум молодых ученых. - 2021. - № 1(53). - С. 124-127. - EDN DVAYZW.
4. Калинкина, И. И. Контуры формирования информационного общества в России: информатизация общества и развитие информационной инфраструктуры / И. И. Калинкина 11 Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - 2010. - № 3-2. - С. 494-499. - EDN NCTONX.
5. Левченко, И. В. Основные подходы к обучению элементам искусственного интеллекта в школьном курсе информатики / И. В. Левченко 11 Информатика и образование. - 2019. - № 6(305). - С. 7-15. - DOI 10.32517/0234-0453-201934-6-7-15. - EDN UCIHSM.
6. Михайлов, С. П. Компьютерная грамотность как основа формирования информационной культуры современного человека / С. П. Михайлов, Е. Г. Николаева, Г. Б. Рупасова 11 Информация и образование: границы коммуникаций. - 2020. -№ 12(20).-С. 187-189,-EDNHINQQB.
7. Муртузалиева, А. С. О значимости изучения алгоритмизации и программирования в школьном курсе информатики / А. С. Муртузалиева, Т. С. Гаджиев 11 Вестник Социально-педагогического института. - 2015. - № 2(14). - С. 54-57. - EDN WKTDMD.
8. Ткач, Т. В. Системы управления базами данных на уроках в школе / Т. В. Ткач 11 Актуальные проблемы методики обучения информатике и математике в современной школе : Материалы международной научно-практической интернет-конференции, Москва, 18-24 апреля 2022 года / Под редакцией Л.Л. Босовой, Д.И. Павлова. - Москва: Московский педагогический государственный университет, 2022. - С. 338-345. -EDNKJVIRS.
UDC 316.454.52
PROFESSIONALLY ORIENTED TRAINING IN THE CONTEXT OF TRAINING FOREIGN CADETS AT THE
HIGHER NAVAL SCHOOL
Krakhotkin Petr Vladimirovich graduate student
Humanities and Education Science Academy (Branch) ofV.I. Vernadsky Crimean Federal University (Yalta)
Introduction. Professional-oriented training of foreign specialists is an important component in the educational system of our state. The effective implementation of the educational process in the preparation of foreign cadets as highly qualified specialists, being one of the conditions for increasing the international prestige of Russia, contributes to the formation of a positive image of our state, strengthening its position in the global educational space, developing intercultural dialogue [1]. "Higher education in Russia has been and remains one of the few systems of higher education in the world capable of training personnel and performing scientific research in almost all areas of development of science, technology and production" [4, P. 45]. The problem of training foreign specialists is of particular relevance, since this process is an essential tool of foreign policy, as well as one of the ways to implement the geopolitical interests of our country, as well as a significant component in the educational system. This justifies the choice of the
