Настоящее и будущее общеобразовательного курса информатики
© С. А. Бешенков, Э. В. Миндзаева
На сегодняшний день многие положения общеобразовательного курса информатики вполне определены. Большинство авторов полагают, что информатика не сводится к computer science, а является фундаментальной естественнонаучной дисциплиной, которая изучает закономерности протекания информационных процессов в системах различной природы, а также методы и средства автоматизации этих процессов. При этом при формировании содержания обучения информатике с необходимостью должно выполняться системное условие: сбалансированное сочетание предметного и деятельностного аспектов.
Соотнесение информатики с естественнонаучной дисциплиной привносит в нее логику, свойственную именно этой дисциплине и отражающую основные этапы дознания: предмет познания (феномен), инструмент познания (как правило, это модель), область применения (где используются результаты познания).
Исследования, проведенные в лаборатории обучения информатике Института содержания и методов обучения Российской академии образования (ИСМО РАО), позволили раскрыть названную триаду в применении к информатике. Было показано, что основным феноменом, отражающим информационный компонент реальности, являются информационные процессы, основным инструментом познания - информационные модели, а областями применения, которые целесообразно рассмотреть в рамках общеобразовательной школы, - сферы управления, технологий, социума.
Эта концепция легла в основу Общеобразовательного стандарта по информатике 2004 г., который впервые зафиксировал общеобразовательный (а не технологический) статус информатики, а также послужила основой разработки содержания обучения информатике в основной школе. На этой платформе был разработан учебный комплект для основной школы в рамках программы «Академический учебник» (авторы: А. А. Кузнецов, С. А. Бешенков, Е. А. Ракитина, Э. В. Миндзаева).
Однако развитие предмета информатики далеко от завершения. Ее рассмотрение как технологической и естественнонаучной дисциплины далеко не исчерпывает ее образовательного потенциала. Напротив, как показывают многочислен-
ные философские, социологические и педагогические исследования, информатика отражает наиболее существенные тенденции современной культуры (точнее, информатика является одним из самых характерных проявлений этих тенденций). Данные тенденции самым решительным образом влияют на все аспекты современной цивилизации, в том числе на сферу образования.
Одну из важнейших тенденций современной жизни можно обобщенно передать одним термином - «виртуализация». Суть ее сводится к следующему.
Приблизительно с начала 20-х гг. XX в. стала набирать обороты тенденция, состоящая в конструировании некоего искусственного универсума, имеющего весьма проблемное отношение к реальному миру. Теоретической основой подобных конструкций явился так называемый основной тезис формализации о возможности принципиального разделения знака и обозначаемого им предмета. «Но одно - мысль, другое - дело, третье - образ дела. Между ними не вращается колесо причинности» - так в свое время иллюстрировал эту мысль Ф. Ницше. В современном мире знаки и составленные из них тексты приобрели решающее значение для науки, культуры и в целом для человеческой жизни. Именно понятие текста стало одним из ключевых понятий культуры XX в.
Коротко общую ситуацию можно резюмировать следующим образом. Между человеком и окружающим миром (субъектом и объектом) лежит мир знаковых систем, которые являются необходимым элементом познания, общения, практической деятельности. Как нам представляется, с точки зрения образования важны следующие особенности этих систем:
1. С одной стороны, знаковые системы, возникающие в процессе познания, «дробят» окружающую человека целостную реальность на отдельные предметные области, каждая из которых имеет свою знаковую систему со своим синтаксисом и семантикой. С другой стороны, одной из задач образования является формирование у учащихся именно целостной картины мира. Разнообразие предметных знаковых систем создает серьезные трудности для решения этой задачи.
2. В современном мире знаковые системы имеют тенденцию превращения в самостоятельные объекты, которые образуют разнообразные виртуальные миры. Современные компьютерные технологии формируют идеальный инструмент для создания этих миров. Однако путешествия по виртуальным мирам (и не только компьютерным) очень далеко уводят человека от мира настоящего, что имеет негативные последствия для самого человека и для общества в целом. Более того, можно сказать, что виртуализация является вызовом (по терминологии А. Тойнби) существованию человеческой цивилизации в целом, поскольку виртуализация человеческого сознания (как образа мышления) «отлучает» человека от реального мира, что может иметь катастрофические последствия.
Система образования, как нам представляется, до настоящего времени не выработала адекватного ответа на вызов этой тенденции. Существует несколько причин такого положения дел, назовем наиболее существенные. Виртуализация является могучим и «мягким» инструментом власти. В Окинавской хартии 2000 г. об этом сказано так: «Правительственные органы общаются с народом посредством информационных технологий». Широкое освещение принципов функционирования этих инструментов возможно только в условиях надвигающейся и уже осознанной опасности.
2. Не вполне выработана система понятий и представлений, с помощью которых можно было бы раскрыть смысл виртуализации. Вне этой системы понятий всякое обсуждение виртуализации принимает, характер скучного рассказа об этом явлении без понимания его причин и следствий.
Как нам представляется, общеобразовательный предмет «Информатика» может сыграть ключевую роль в формировании вышеназванного ответа. Это связацо, прежде всего, с тем, что именно в информатике выделен понятийный аппарат, позволяющий раскрыть основные стороны виртуализации и множества других феноменов социальной и культурной жизни.
Действительно, уже в образовательном стандарте 2004 г., который отражалпреимущественно естественнонаучный и технологический подходы к информатике, сформировался понятийный аппарат, имеющий универсальный надпредметный характер. Именно этот аппарат может быть применен для объяснения широкого круга явлений из самых различных областей человеческой деятельности.
В качестве иллюстрации этой мысли приведем фрагмент содержания обучения информатике основной школы (VIII- IX классы), разработанного в рамках стандарта 2004 г., в котором курсивом отмечены понятия и положения, имеющие универсальный, надпредметный характер.
Информация и информационные процессы. Понятие информации и его роль в общественной жизни и научном познании. Свойства информации. Язык как средство представления информации. Естественные и формальные языки. Двоичное представление информации.
Основные виды информационных процессов.
Сбор информации. Методы поиска и отбора. Анализ и оценка свойств информации.
Хранение информации. Основные способы хранения информации. Носители информации. Основные процедуры: размещение, хранение, выдача. Автоматизированные информационные системы как средство хранения информации.
Передача информации. Источник и приемник информации, канал связи, сигнал, кодирование и декодирование, искажение информации при передаче.
Обработка информации. Преобразование информации на основе формальных правил. Необходимость формализации процесса обработки информации как условие его автоматизации.
Защита информации. Методы защиты информации. Ответственность гражданина за сохранность общественной и личностно значимой информации.
Информационные модели. Понятия информационной модели и информационного объекта. Свойства и назначение информационных моделей. Роль информационных моделей в познании, общении и практической деятельности.
Виды информационных моделей. Схемы, таблицы, рисунки, словесные описания, формулы, графы, чертежи, программы как информационные модели.
Алгоритм как информационная модель деятельности. Свойства алгоритма. Исполнитель алгоритма, его свойства и характеристики. Компьютер как формальный исполнитель. Программа как модель деятельности исполнителя-компьютера.
Понятие данных, необходимых для решения задачи. Структура данных как информационная модель предметной области.
Этапы построения информационных моделей. Формализация как основной этап построения информационной модели. Адекватность модели моделируемому объекту и целям моделирования.
Информационные основы управления. Управление в природных, технологических, социальных процессах, обратная связь. Роль информации в процессах управления. Общая схема управления.
Управление техническими системами. Особенности управления аппаратными и программными средствами компьютера.
Основы социальной информатики. Особенности запоминания и обработки информации человеком. Понятие информационных ресурсов. Роль информации в современном обществе. Социальные информационные технологии. Информационная этика и право; информационная безопасность.
Таким образом, процент надпредметных понятий и положений, формируемых в рамках информатики, достаточно высок. Однако этими понятиями далеко не исчерпываются возможности информатики как метапредмета. Можно констатировать, что внутри предмета информатики сформировалась вполне определенная тенденция расширения его содержания в метапред-метную область. Общую же тенденцию развития курса информатики за 25 лет его существования как школьного предмета можно выразить так: «от компьютерной грамотности к общеобразовательному предмету, от общеобразовательного предмета к метапредмету».
Примечательным фактом является то, что названная объективная тенденция развития общеобразовательного курса информатики естественным образом сочетается с проектами, заложенными в образовательный стандарт нового поколения, в котором также провозглашен выход на личностный и надпредметный уровень требований к результатам обучения.
Концепция общеучебных умений и навыков как общих приемов учебного труда естественным образом входила в общую концепцию школьного образования, ориентированную на освоение основ наук. С переходом общества в постиндустриальную эпоху радикальным образом меняется и система образования. Главный смысл происшедших перемен заключается в том, что школьника необходимо научить не столько основам наук, сколько умениям
и навыкам взаимодействия с действительностью. Такое взаимодействие в целом выходит за рамки какого-либо предмета и, следовательно, носит надпредметный характер.
В современной методической литературе термины «надпредметный» и «общеучебный» очень часто рассматриваются как синонимы. Более того, существует также термин «универсальные учебные действия» (употребляемый, в частности, в Концепции стандарта второго поколения), который по смыслу приближается к значению предыдущих терминов. Всё это создает определенную путаницу, которая тем не менее отражает объективный момент изменения педагогических функций общеучебных умений при переходе к новой парадигме образования, ориентированной на освоение учащимися различных проявлений действительности.
Как нам представляется, система над-предметных умений определяется следующими основными особенностями объект-субъектного взаимодействия:
• объект освоения (объект действительности), как правило, «размыт», «нечеток», «изменчив», отягощен информационным шумом и т. п;
• субъект, т. е. учащийся, в подавляющем большинстве не владеет инструментами познания таких объектов;
• взаимодействие субъекта и объекта носит интерактивный характер, т. е. субъект познания - учащийся - находится внутри процесса и активно взаимодействует со всеми элементами, в том числе активно организует сам процесс (вариативная деятельность, от которой зависит и результат деятельности).
Среди выделенных надпредметных умений и навыков особую и основную группу составляют умения и навыки информационного характера, которые и должны составить содержание общеобразовательного курса информатики.
Поворот информатики в надпредметную сторону вполне объективен и определяется следующими основными факторами:
1. Названным выше феноменом виртуализации, который является «визитной карточкой» современной информационной цивилизации. Без осмысления виртуализации невозможна социализация учащихся в современном мире и вообще - осмысленная жизнь и деятельность человека.
2. Каскадом кризисных явлений современного мира, которые по большей части имеют информационную (знаковую) природу. Стало очевидным, что их преодоление невозможно без накопления определенного интеллектуального потенциала, способного сгенерировать принципиально новые идеи, методы, теории. Сформировать этот потенциал в рамках элитарного образования невозможно1 - необходим выход на уровень общего образования. (Например, чтобы1 создать одну из лучших в мире математических школ, а вместе с ней интеллектуальную базу для успешного продвижения в экономической и военной областях, необходимо было высоко поднять планку общего математического образования, чтобы потом через олимпиады, математические школы и прочее найти действительно талантливых ребят.)
3. Внутренним фактором, связанным с необходимостью развития межпредметных связей внутри системы учебных предметов не только естественнонаучного, но и гуманитарного цикла. Только в этом случае возможно сформировать у школьников целостную картину мира, что, несомненно, является одной из важнейших задач общего образования. В этом плане информатика является идеальным инструментом установления таких связей.
Рассмотрим эти факторы более подробно.
1. Основной средой деятельности современного человека является так называемое информационное общество. С точки зрения обыденного сознания, информационное общество - это общество, где много компьютеров и информации. В этом смысле наше общество действительно является информационным. В действительности, «информационное общество» - это вполне строгое социальное понятие, сформулированное в трудах Д. Белла, А. Турена, Э. Тоффлера и др. Обобщая исследования социологов, можно следующим образом представить базовые черты этого типа социальной организации:
а) Определяющим фактором общественной жизни в целом в этом обществе
должно быть научное знание. Оно вытесняет труд (ручной и механизированный) в его роли фактора стоимости товаров и услуг. Экономические и социальные функции капитала переходят к информации. Как следствие - ядром социальной организации, главным социальным институтом становится университет как центр производства, переработки и накопления знания.
б) Уровень знаний, а не собственность должен быть определяющим фактором социальной дифференциации. Деление на имущих и неимущих приобретает принципиально новый характер: привилегированный слой образуют информированные, в ту пору как неинформированные - это «новые бедные». Соответственно, очаг социальных конфликтов перемещается из экономической сферы в сферу культуры.
в) Основной инфраструктурой информационного общества является новая «интеллектуальная», а не «механическая» техника. Социальная организация и информационные технологии образуют симбиоз.
Такого рода «информационное общество» нигде не было построено, хотя все его основные технические, технологические и экономические атрибуты имеют место. Прогнозы теоретиков оказались неточными в первую очередь потому, что они отождествляли информацию и знание. Такая точка зрения на информацию, хотя и очень распространенная, всё же не является единственно возможной.
Наиболее важной, с точки зрения понимания происходящих в современном обществе процессов, является коммуникативная концепция информации.
Современные исследователи феномена «информации» выделяют в ней три основных момента:
• «сообщение», т. е. продукт интеллектуальной или художественной
деятельности;
• «интерпретацию» этого сообщения;
• «коммуникацию» - операцию передачи, трансляции знаков.
С точки зрения названных выше теоретиков, в информационном обществе должен был произойти переход от вещей, т. е. «сообщений», к их «интерпретации», т. е. знаниям. В реальном же обществе доминирующим оказывается
промежуточное звено - «коммуникация». Таким образом, информация в современном обществе в большей мере становится не знанием, а основанием, мотивом, оправданием каких-либо действий, т. е. приобретает операциональный характер. Это объясняет, почему главным феноменом компьютерной революции стал Интернет, а не информационные ресурсы, заключенные в гигантских банках данных. Подобный подход проясняет очень многие социальные явления.
Например, современная реклама в целом не является информационной поддержкой какого-либо товара, личности или акции. Это не столько передача данных о свойствах товара или услуги, т. е. некоторого знания об объекте, сколько создание его образа, мобилизующего человека на определенные действия.
Создание образа - это всегда манипулирование знаками, символами, а коммуникация - это поток символов. Примечательно, что и конфликты в современной информационной цивилизации очень часто возникают, по выражению А. Турена, по поводу «символических благ».
В настоящее время исследованию феномена «информационной цивилизации» (которую мы будем отличать от «информационного общества») посвящено большое (и всевозрастающее) число работ. Названное выше понятие виртуализации является ключом к пониманию широкого спектра феноменов, характерных именно для этого общества. Так, можно говорить о виртуальной экономике, политике, науке, культуре и др.
В рамках предмета информатики, опираясь, в частности, на отмеченный выше понятийный аппарат, можно конкретно и детально не только рассмотреть феномен виртуализации, но и сформулировать систему задач и упражнений нового типа, имеющих, как нам представляется, важное образовательное и воспитательное значение.
Пример. Пристрастие учащихся (и вообще очень многих людей) к современным кинофильмам во многом обусловлено эффектом новизны, что активно эксплуатируется их создателями. Однако эта новизна является внешней, «виртуальной» - большинство таких фильмов построено по четкой схеме. В эксперименте, который был проведен в гимназии № 2 г. Железнодорожного Московской области учащимся предлагалось самостоятельно создать новую серию о Джеймсе Бонде. Для этого они должны были проанализировать известные им серии, определить схему сюжета (она везде одна и та же) и, пользуясь этой схемой, самостоятельно придумать новую серию. В качестве комментария учащимся сообщалось, что подобной деятельностью занимались многие люди, хорошо понимающие механизмы массовой культуры. Классический пример - известный специалист по семиотике У. Эко, написавший бестселлер «Имя розы», по которому был снят одноименный фильм. Одним из результатов этой деятельности учащихся (в некотором роде неожиданным) было снижение эффекта новизны и, как следствие, заметное падение интереса к указанной кинопродукции.
2. Виртуализация многочисленных сторон человеческого бытия формирует устойчивое представление о том, что наиболее легким путем достижения цели является манипуляция со знаковыми системами. Наибольший размах эта деятельность приобрела в финансовой сфере (примечательно, что сам термин «информационное общество» принадлежит А: Гринспену - бывшему главе Федеральной резервной системы). Конечный результат этой деятельности вполне очевиден - происходит дисбаланс знаков и предметов материального мира, что в конечном счете и является источником кризисов.
Информатика и в этом случае способна сформировать исходную точку зрения.
Пример. В рамках уже упомянутого эксперимента учащимся было предложено задание: найти общность между командой присваивания (основной командой в языке программирования) и инфляцией.
Вопрос на первый взгляд кажется бессмысленным и провокационным. Однако он призывает к более глубокому осмыслению указанных понятий и явлений. Действительно, команда присваивания основана на разделении имени величины и ее значения, причем значение этой величины можно изменять, не меняя ее имени. Ровно тот же механизм присущ инфляции: не меняя денежного номинала купюры, можно изменить ее покупательную способность. Таким образом, учащимся демонстрируется, что в том и другом случае действует один и тот же информационный механизм (основной тезис формализации). Кроме того, в программировании хорошо известен эффект переполнения, когда именованная ячейка памяти компьютера не
в состоянии разместить большую величину. Учитывая общность механизма, можно предположить, что аналогичный эффект может произойти и в финансовой сфере, что и порождает кризис.
3. Рассмотренные выше примеры говорят о том, что в информатике заложены чрезвычайно большие возможности межпредметного характера, позволяющие найти глубокую связь между различными явлениями окружающего человека мира. При этом роль информатики в этом процессе является двоякой. С одной стороны, ее понятийный аппарат позволяет устанавливать связи между весьма различными на первый взгляд явлениями. С другой стороны, информатика является методологической базой, позволяющей выделить в других дисциплинах общие принципы структурирования информации (принципы мышления).
Пример. Одно из самых значительных произведений русской и мировой литературы XX в. - роман М. А. Булгакова «Мастер и Маргарита» - имеет множество трактовок, которые так или иначе рассматриваются при изучении этого произведения в общеобразовательной школе. Но прежде всего это классическое произведение постмодернизма, в котором особую роль играет структура самого текста. В романе можно найти разнообразные и тонкие примеры интертекста, текста в тексте, наконец, гипертекста, который в настоящее время является основой организации информации в сети Интернет. Изучение романа под этим углом зрения дает о нем большую информацию, которую трудно получить при иных подходах.
Приведенные выше примеры говорят о том, что общеобразовательный курс информатики при метапредметной трактовке может сыграть фундаментальную роль в интеграции школьных предметов.