Інформатика як базова наука в сучасному суспільстві

Березень 5th, 201311:27 am

0


Інформатика як базова наука в сучасному суспільстві

Прийнято вважати, що інформатика – це новий науковий напрям, який сформувався за останні 30 років, буквально у нас на очах.

Поняття «комп’ютерна грамотність» стало критерієм тієї необхідності, яку спочатку визначила науково-технічна революція. В якості мети комп’ютерна грамотність містить потребу в спеціальній загальноосвітній підготовці людини по виробленню особливого стилю мислення, орієнтованого на роботу з ЕОМ, що істотно звужує традиційне поняття інформатики.

На першому етапі це було, ймовірно, виправданим. Однак серйозний розвиток предмета інформатики і вивчення його основних складових частин показують, що таке трактування є занадто вузьким. А адже вже з самого поняття «інформатика» слідує заклик, якщо не пряма вимога, перейти до більш широкого трактування змісту даного предмета, від «комп’ютерної грамотності» до «інформаційної грамотності» і в кінцевому підсумку до «інформаційної культури».

Само по собі все це начебто не страшно, якщо відводити інформатиці належне місце в освіті. Але ситуація складається так, що навіть ті крихти інформатики, які даються в старших класах шкіл і професійних училищ, останнім часом урізуються до чисто «гарматного застосування» ЕОМ (операційна система, текстовий і графічний редактори, електронні таблиці, системи управління базами даних і т . п. виключно з точки зорі користувача), а напряму інформатики, що носять базовий освітній і розвиваючий характер (алгоритмізація, програмування, методи формалізації інформації та знань і ін.), виключаються з програм навчання.

Спробуємо розібратися в цій проблемі, для чого спробуємо знайти відповіді на три питання: коли взагалі виникла інформатика як наука і що стало першим фактом її виникнення; яке місце інформатики серед інших наук (зокрема, як вона співвідноситься з формальною логікою); яке повинно бути місце інформатики в освіті.

Перше питання до цих пір залишається без остаточної відповіді. Одні називають першим фактом виникнення інформатики створення Олександрійського музею, інші – роботи, розпочаті грецькими мислителями і успішно закінчені Аристотелем, по виділенню, кодифікації і систематизації загальнозначущих (універсальних для всього людства) способів міркування (логічного мислення), які ми називаємо традиційною формальною логікою.

Щоб розібратися в цьому різноманітті версій, нам необхідно визначити саме поняття «наука». Одне з можливих визначень звучить так: «Наука – це сфера людської діяльності, функцією якої є вироблення і теоретична систематизація об’єктивних знань про дійсність».

Зростання кількості інформації призводить до необхідності розробки способів її запису (алфавіт, цифри тощо), форм її подання (тексти, малюнки, таблиці, бази даних і т. п.), способів зберігання (книги, магнітні стрічки і диски та ін ) і передачі (сигнальні вогнища і дзеркала, пошта, радіо, телебачення та ін.) Крім того, виникає потреба в розробці способів кількісної та якісної оцінки інформації.

На цьому етапі з’являється необхідність вироблення і теоретичної систематизації знань людей. Фактом ж виникнення інформатики як науки слід визнати створення методів і способів запису інформації, наприклад наскального живопису, алфавіту і чисел. Одночасно з цим виникли і такі природні науки, як математика, фізика, хімія та інші, призначені, зокрема, для вирішення завдань оцінки, збереження і передачі інформації.

Наступним етапом є аналіз отриманої та зафіксованої інформації (інформаційних потоків) з метою визначення причинно-наслідкових зв’язків між окремими фактами. Інформація ж про причинно-наслідкових зв’язках виникає в процесі пізнання суті явищ предметів і навколишнього світу. Тут виникає необхідність у розвитку різних теоретичних наук, інструментарій яких призначений для виділення і формалізації знань з потоків інформації. В першу чергу це науки, пов’язані з мисленням, – філософія і формальна логіка.

У логіці використовується більш складне абстрактне, або раціональне, мислення, основними формами якого є поняття, судження і умовивід. У понятті відбивається сукупність істотних ознак – фактів, що дозволяють відрізнити даний предмет від інших (тобто в понятті відбиваються суттєві ознаки класу однорідних предметів). Поняття є «критичною формою інформації, обробленої за використанням основних логічних прийомів, таких, як аналіз, синтез, порівняння, абстрагування та узагальнення. У судженнях стверджується або заперечується що-небудь про існування предметів, зв’язки між предметами і їх властивостями або про відносини між предметами.

Умовиводи ж – це форма абстрактного мислення, в якій з одного або декількох суджень на підставі певних логічних правил виходить нове судження. Умовиводи бувають індуктивні, дедуктивні та «за аналогією».

Використовуючи апарат формальної логіки, ми можемо аналізувати і систематизувати первинну інформацію, а також отримувати нову інформацію – знання, безпосередньо не очевидні, але логічно випливають з первинної інформації.

З усього цього можна припустити, що наука про інформацію (інформатика) стала однією з перших наук і з’явилася базою або стимулом для розвитку інших наук.

Для застосування отриманих знань існує два основних підходи: алгоритмічний, коли необхідно вказати, як треба робити, і записати послідовність дій за допомогою алгоритму або програми для виконавця, і евристичний, коли треба зробити формальний опис предметної області на мові символьного чи логічного програмування у вигляді фактів і правил, а вже потім звертатися до цього опису з питанням: що треба зробити? При використанні першого підходу необхідно вказати виконавцю, як треба розв’язувати завдання, істотне ж відмінність другого підходу полягає в описі логічної структури певного типу завдань, а виконавець вже сам будує алгоритм її вирішення. Далі виконавець за допомогою знарядь праці впливає на навколишнє середовище і отримує нову інформацію. Таким чином, цикл обробки інформації замикається.

На підставі сказаного вище можна зробити висновок про те, що інформатика повинна відігравати базову роль в освіті, а зміст предмета інформатики повинні складати методи і способи:

• пізнання навколишнього світу;

• збору інформації;

• запису інформації;

• оцінки інформації;

• представлення інформації;

• передачі інформації;

• систематизації інформації;

• визначення причинно-наслідкових зв’язків (логіка);

• розробки алгоритмів і програм;

• формального опису предметних областей і завдань;

• автоматизації роботи з інформацією на ЕОМ.

Тепер, коли визначилося зміст інформатики як науки, необхідно виявити її місце в освіті: чому, коли і як вчити дітей. Для цього спробуємо використовувати теорію розумового розвитку швейцарського психолога Ж. Піаже, відповідно до якої існує кілька фаз розумового розвитку дитини:

Чуттєво-рухова фаза – від народження до дворічного віку. У цей час діти переходять від інстинктивно-рефлекторних дій до осмисленої реакції, маючи обмежені можливості усвідомлення і передбачення своїх дій.

Преддієва фаза – від 2 до 7 років. Дитина зазнає значне фізичний і розумовий розвиток. У цьому віці в його пам’ять закладається найбільша частина інформації, прищеплюються початкові навички контакту з навколишнім середовищем: збирання, накопичення та обробки інформації. Дитина повинна познайомитися з методами запису інформації за допомогою букв, знаків, символів, цифр, шарі, з кількісної та якісної оцінками інформації.

Фаза конкретної дії – від 7 до 11 років. Основне обмеження розумової діяльності дітей у цей час – відсутність абстрактного мислення.

Фаза початку абстрактного мислення – від 11 до 14 років. На цьому етапі необхідно продовжити вивчення форм абстрактного мислення: поняття, судження і умовиводи (дедуктивні, індуктивні, алегоричні, умовні, розділові і пр.).

Ділова фаза-від 15 до 17 років. Професійне використання комп’ютера в навчальній та виробничій діяльності. В цьому віці багато дітей захоплюються програмуванням і створенням чогось нового. На диво багатьом, діти в цьому віці не тільки грають в ігри на сайті http://www.godvilgames.com/, але й відправляють свої напрацьовки.

Таким чином, предмет інформатики може прийняти логічно осмислений, теоретичний і практичний загальноосвітній характер, спрямований на систематичне розвиток загальних розумових здібностей дитини і готує його до ефективного вивчення інших предметів. Така побудова предмета інформатики дозволить йому стати базовим для всіх інших предметів, додасть йому гуманітарний, загальноосвітній характер, підготує учнів до подальшої освіти і до практичного використання отриманих знань у житті. При розробці всіх програм шкільної освіти доцільно використовувати інформатику як основу для визначення міжпредметних зв’язків.

Вивчення курсу повинно припускати вироблення в учнів знань і умінь, необхідних для практичної діяльності зі збирання, зберігання, систематизації, перетворенню і обробці інформації, логічного мислення і розв’язання задачі з використанням алгоритмічного та евристичного підходів, із застосуванням обчислювальної техніки в якості засобу автоматизації роботи з інформацією .

Особливо важливо підкреслити, що курс інформатики повинен взяти на себе певні функції щодо відпрацювання обчислювальних навичок, розв’язування задач прикладного характеру з курсів математики, фізики, хімії та спеціальних предметів. Специфічні вміння і навички роботи з інформацією, а також логіка мислення, що формуються у дітей в процесі вивчення цього курсу, дисциплінують їх мислення, привчають ясно, вичерпно і лаконічно висловлювати свої думки і пропозиції, чітко і грамотно оформляти свої математичні записи з використанням правил і граматики різних мов (російської, математичного, алгоритмічного і символьного програмування та ін.).

Таким чином, інформаційна грамотність учнів, на відміну від комп’ютерної грамотності, – це сукупність умінь, знань, навичок, оволодіння якими дозволить підготувати їх до роботи з інформацією, в тому числі і з застосуванням комп’ютера, в майбутній практичній діяльності.

Виконання зазначених завдань цілком залежить від правильності розробки навчальних планів і програм навчання в області інформатизації, а також від правильної підготовки і умінь педагога використовувати комп’ютер у викладанні свого предмета, і, звичайно, для всього цього необхідна наявність технічної бази.