В курсе информатики для построения диаграмм и графиков мы в основном используем пакет Microsoft Office, графические редакторы Paint и Gimp, для создания блок-схем – конструктор алгоритмов.  Альтернативой для данных программных приложений является online-сервис Draw.io.

Draw.io – инструмент для создания графиков, диаграмм и блок-схем в режиме online, различной сложности и структуры. Первое преимущество данного сервиса является то, что он находится в свободном доступе, без предварительной регистрации и установки программного обеспечение на компьютер. Во-вторых, простота в управлении. В-третьих, возможность красочно оформить свою работу, многообразие шрифтов, выбор цвета и заливки определенной области.

Возможности online-сервиса Draw.io:

1. создание диаграмм;
2. моделирование на UML;
3. вставка в диаграмму изображения;
4. графики;
5. блок-схемы;
6. формы и другое.

Интерфейс сервиса состоит из трех частей: меню в верхней части страницы; панель управления для построения диаграмм, графиков и блок-схем; панель инструментов; рабочая область (Рисунок 1).

Рисунок 1 – Окно сервиса.

Для того, чтобы создать графический объект, необходимо во вкладке Файл выбрать пункт «Создать новый документ». На панели объектов выбираем нужную категорию и переносим объект на рабочее поле. Объектов в панели слева достаточно, чтобы создать полноценную диаграмму или блок-схему.

При соединении объектов между собой необходимо выделить один и указателем мыши указать на второй. После этого появится зеленый флажок, который необходимо перенести на второй объект, тем самым создается соединение (Рисунок 2).

Рисунок 2 – Создание соединений.

Созданные графические объекты можно оформить в соответствии с требованиями или с учетом личных предпочтений.  Для этого на панели инструментов расположены кнопки выбора стиля шрифта, цвета фона страницы документа или заливки/градиента объекта, цвет и толщина линий, добавление тени и прозрачности.

Рисунок 3 – Готовое изображение.

Готовое изображение (Рисунок 3) можно  экспортировать на свой компьютер в различных форматах(PNG, GIF, JPG, PDF). Для этого нужно через меню Файл  экспортировать сохранить созданный объект введя наименование файла и его расширение (Рисунок 4).

Рисунок 4 – Сохранение.

Сервис Draw.io можно синхронизировать с Google диском. Эта возможность позволяет создавать резервную копию и сохранять проект прямо на диск Google для дальнейшей работы в режиме online.

На практике в школе был проведен урок с использованием online-сервиса draw.io. Изучение нового материала по теме «Алгоритмизация» включало в себя знакомство со структурой и построением блок-схем. Данные урока выглядели следующим образом.

1. Учебный предмет: Информатика и ИКТ
2. Учебный класс: 8
3. Тема урока: Алгоритм. Свойства алгоритмов. Способы записи алгоритмов.
4. Тип урока: изучение нового материала.

Проведенный опрос непосредственных руководителей – работодателей выпускников показал, что руководители предприятий и организаций при приеме сотрудников в большей степени ориентированы на специалистов, но в связи с переходом на двухуровневую систему обучения бакалавриат-магистратура по большинству специальностей работодатели начали перестраиваться. Наиболее важным критерием при трудоустройстве, выпускники выделяют опыт работы, полученные знания, затем – связи, наличие диплома. Следует отметить, что для большинства работодателей не имеет принципиального значения ВУЗ, который окончил выпускник, главное чтобы выпускник обладал необходимыми компетенциями [1].

Ориентация образовательного процесса современной школы на личностное развитие, создание условий для самореализации и самопознания учащихся выдвигает новые требования к содержанию образования, методологиям и технологиям обучения. Следовательно, будущие учителя должны владеть новыми информационными технологиями обучения и быть готовы к использованию их в условиях общеобразовательных школ, а их подготовка по применению инновационных технологий должна вестись в рамках ОПД.

В процессе профессиональной подготовки в области преподавания информатики, согласно педагогической инноватике, необходимо готовить будущих учителей к использованию новых образовательных технологий, таких как интерактивные технологии, технологии проектного обучения, компьютерные технологии, технологии дистанционного обучения, здоровьесберегающие образовательные технологии, а также соответствующие им методы обучения, моделирование, тренинг, микроисследование, кейс-метод, стратегия «электронный портфолио», Интернет-тестирование, Интернет-экзамен, рейтинговая система контроля знаний, мониторинг качества образования и другие [2].

Инновационные технологии обучения невозможно осуществлять без соответствующих технических и методических средств, таких как мультимедийное и телекоммуникационное оборудование, электронные учебно-методичекие комплексы (ЭУМК), образовательная информационная среда (ОИС), цифровые образовательные ресурсы (ЦОР). Поэтому будущие учителя информатики должны быть готовы не только к использованию этих средств в инновационных технологиях, но и к самостоятельной разработке некоторых из них.

Наметившаяся на сегодня тенденция активного внедрения ЦОР в учебный процесс образовательных заведений позволяет в перспективе перейти от традиционной модели обучения к модели инновационной, соответствующей потребностям современного информационного общества. Использование цифровых образовательных ресурсов имеет ряд преимуществ перед традиционным способом обучения, когда передача информации идет напрямую: учитель – ученик. К таким преимуществам можно отнести следующие:

• Информационные технологии значительно расширяют возможности предъявления учебной информации. Применение цвета, графики, звука, всех современных средств видеотехники позволяет воссоздавать реальную обстановку деятельности.
• Компьютер позволяет существенно повысить мотивацию к обучению.
• ИКТ вовлекают обучаемых в учебный процесс, способствуя наиболее широкому раскрытию их способностей, активизации умственной деятельности.
• ИКТ позволяют качественно изменять контроль деятельности обучаемых, обеспечивая при этом гибкость управления учебным процессом [3].

Создание цифровых образовательных ресурсов, таких как интерактивные презентации, обучающе-контролирующие программы, обучающие видеоролики, видеоуроки, являются неотъемлемой частью подготовки будущих учителей информатики.

Связь с основной учебной деятельностью, и тем самым повышение значимости процесса обучения, достигается посредством целенаправленного использования ресурсов образовательной информационной среды в режиме моделирования будущей профессиональной деятельности студентов. На начальном этапе ресурсы среды используются для расширения профессионального кругозора и приобретения обучаемым знаний об особенностях сферы его профессиональной деятельности. Опора на рассматриваемый принцип в процессе обучения в ОИС призвана способствовать построению своеобразного сценария предстоящей профессиональной деятельности студента, постоянному совершенствованию его профессиональных навыков. Это позволяет выявлять, эксплицировать то неформальное знание, которое профессионалы ежедневно используют в своей практике, делать его предметом изучения и таким образом обеспечивать опережающий характер обучения [4].

Еще одним важным средством, на наш взгляд, является информационное обеспечение и информационное обслуживание как элемент единой образовательной среды школы. Электронные дневники, электронные журналы, электронное расписание, сайт школы и др. стали неотъемлемой частью образовательной системы.  С  этой целью в организациях создаются автоматизированные информационные системы управления, которые интегрируют внутреннюю и внешнюю информацию. Поступление всех видов информации в единую систему дает возможность осуществлять информационный мониторинг, содействует обоснованному принятию управленческих решений [5].

Студенты во время обучения знакомятся с такими средствами инновационных технологий как мониторинг качества образования и рейтинговая система. Они видят их практическую значимость и учатся сами участвовать в процессах построения адекватных моделей.

Внедрение мониторинга, как метода контроля самостоятельной работы студентов, ставит перед педагогом конкретные методические задачи, решение которых и создает условия для его применения в процессе обучения. Мониторинг процесса обучения позволяет своевременно реагировать на изменения в управляемых объектах.

Мониторинг самостоятельной работы студентов дополняет рейтинговую систему оценки знаний, умений и навыков студентов, представляющую собой интегральную оценку результатов всех видов деятельности студента за семестровый период обучения информатике [6].

За последние несколько лет вузы наряду с заочным обучением все чаще стали использовать дистанционное обучение. В школах используются элементы дистанционного обучения, это не только электронные дневники и журналы, но и дистанционное общение со школьниками, например во время объявления карантина. Для школьников это должно быть не просто задание «что» прочитать в учебнике и решить самостоятельно, а интерактивное обучение через интернет дистанционно. Именно учителя информатики способны организовать в такую деятельность, поэтому во время обучения в вузе необходимо подготовить их и в этом направлении.

Преподаватели, работающие с обучаемыми посредством дистанционной технологии должны быть профессионально образованы, не только в своей предметной области, но владеющие знаниями в области информационных и коммуникационных технологий. Качество образования также зависит от содержания образовательной среды. Самый простой способ наполнения образовательного портала это размещение комплекта, состоящего из набора текстовых документов, представляющих теоретический блок; вопросы к зачетам или экзаменам; глоссарий; образцы тестовых заданий и методические рекомендации по работе с предлагаемым учебным материалом [7].

Телекоммуникационные технологии осваиваются студентами посредством работы в сети Интернет, созданию аккаунтов в различных социальных сетях и размещению в них разработанных материалов или ЦОР, настраивания гиперссылок со своих интернет-страниц на размещенные в сети обучающие объекты, разработанные онлайн-тесты и другие документы.

Целенаправленная, систематическая работа с будущими учителями информатики по подготовке их к профессиональной деятельности посредством инновационных технологий способствует их активной жизненной и профессиональной адаптации, дальнейшей личностной и профессиональной самореализации и продолжению образования через всю жизнь.

С одной стороны учебный курс «Социальная информатика» является частью науки информатики, с другой – принципиально новым общеобразовательным курсом в системе высшего образования. Основной целью этой дисциплины является необходимость сформировать у студентов полное системное представление о современных информационных тенденциях развития общества, о появляющихся в этом процессе информационных, психологических и социально-экономических проблемах и возможностях их предотвращения и решения. [1]

Дисциплина «Социальная информатика» включена в базовую часть профессионального цикла, является базовой дисциплиной в освоении знаний по информатике для направления подготовки «Социальная работа». Исходными для освоения «Социальной информатики» являются знания по дисциплине «Информатика». Освоение данного предмета необходимо для работы с компьютером и информационными технологиями при решении профессиональных и социальных задач.

Целями освоения дисциплины «Социальная информатика» являются:

- формирование информационной культуры студентов; [2]

- знаний особенностей развития современного информационного общества, перспектив развития информационного пространства человека;

- овладение современными методами обработки, анализа и хранения информации, программными средствами, навыками работы с компьютером как средством управления информацией;

- освоение способов и методов использования современных информационных технологий и системы Интернет.

В результате освоения учебного курса у студента должны сформироваться следующие компетенции:

-                   понимать сущность и значение информации в развитии современного общества, понимать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, следовать основным требованиям информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-11);

-                   знать и владеть основными методами, приемами и средствами получения, хранения, модернизации информации, уметь работать с компьютером как средством управления информации (ОК-12);

-                   быть готовым к предоставлению социальной защиты, помощи и поддержки, оказанию социальных услуг отдельным лицам и социальным группам (ПК-4);

-                   уметь работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-13). [3]

В результате освоения учебного курса студент должен:

1) Знать:

-                   особенности и тенденции развития современного информационного общества;

-                   основы современных информационных технологий переработки информации и возможности их использования в профессиональной деятельности;

-                   методы и средства защиты информации.

2) Уметь:

-                   анализировать современные тенденции развития общества;

-                   адекватно и обоснованно выбирать программное средство для решения прикладной задачи и осуществлять обмен данными между программами;

-                   представлять данные в электронных таблицах, автоматизировать проведение в них расчетов;

-                   пользоваться основными возможностями, услугами и информационными ресурсами компьютерных сетей, в том числе сети Интернет.

3) Владеть:

-  базовыми информационными технологиями, необходимыми для профессиональной деятельности;

-  навыками использования программных средств и работы в компьютерных сетях, создания баз данных, информационных технологий. [4]

В процессе изучения дисциплины «Социальная информатика» студенты должны ознакомиться со следующими разделами:

1)Информационный подход к истории развития общества. Раздел, в котором рассказывается об истории развития человеческого общества, об информатизации как глобальном процессе, рассматриваются этапы и предпосылки информатизации общества. Кроме того, в данном разделе необходимо познакомить учащихся с ролью основных информационных революций в развитии обществ.

2)Информационные технологии.  Раздел, в котором рассматриваются основные понятия информационных технологий и их виды в современном обществе.

3)Информационные ресурсы. Раздел, в котором рассматривается понятие ресурсов в обществе, особое внимание уделяется понятию информационный ресурс. Представляется классификация информационных ресурсов, их виды и примеры.

4)Работа с приложениями сети. Раздел, в котором рассказывается о компьютерных сетях, их функциях. Приводятся примеры работы в локальной сети. Описываются процессы передачи файлов, организации работы в сетевых приложениях и организации доступа к ресурсам сети.

5)Инфотехносфера. Раздел, в котором рассматривается понятие инфотехносферы. Приводятся примеры технических и программных средств в современном обществе. Освещается процесс подготовки документооборота.

6)                  Информационные сети. В данном разделе освещаются понятия телекоммуникации и каналов связи, а также их характеристики. Рассматриваются вопросы, связанные с глобальной сетью Internet, службами Internet, электронной почтой, новостями, поиском информации в Internet, медицинскими и социальными службами и ресурсами Internet. [5]

7)Информационная среда. Это раздел, содержащий информацию о среде обитания современного человека, информационной безопасности, информационных преступлениях, оружие и войне. Также в нем происходит знакомство с современными видами быстрого доступа к данным, подготовке и передаче данных.

8)Информационная культура общества. Раздел, в котором рассматриваются основные понятия информационной культуры и специфика работы с информацией профессионального назначения.

В ходе обучения студентов для эффективной организации учебного процесса должны использоваться информационные и телекоммуникационные технологии и ресурсы; для организации контроля и эффективного оценивания деятельности студентов могут использоваться тестовые технологии. [6]

Понятие «информации» – одно из важнейших в информатике. Оно также широко используется в других науках – как естественных, так и общественных. Понятие «информация» относится к числу фундаментальных в науке, носит философский характер и является предметом постоянных научных изысканий. Формирование его у студентов гуманитарных специальностей имеет большое значение и некоторые особенности [1].

Начальный момент формирования понятия определяется с учетом понятийной базы, необходимой для его образования. При этом необходимо учитывать объективные потребности в формировании данного понятия при изучении конкретной учебной дисциплины.

В процессе изучения базового курса «Информатики» необходимо сформировать у студентов достаточно четкое представление о содержании понятия «информация», истории его возникновения и развития в науке. Необходимо также использовать и учитывать тот объем знаний об информации, который студенты-гуманитарии получают в процессе изучения других учебных дисциплин, т.е. использовать междисциплинарные связи [2].

Этапы развития понятия необходимо определять с учетом внутренней логики развития системы понятий каждой учебного дисциплины. При этом должен учитываться принцип преемственности в развитии понятия при изучении различных дисциплин. Понятие «информации» охватывает содержание всего базового курса «Информатики», поскольку является в нем центральным.

На первом этапе развития понятия «информация» рассматривается вопрос о том, что такое информация, ее виды и свойства, кодирование информации, раскрываются различные подходы к измерению информации, дается общая характеристика процессов сбора, передачи, обработки и накопления информации.

На втором этапе рассматриваются технические средства реализации информационных процессов, дается представление о назначении компьютера, его устройстве, рассматривается аппаратное обеспечение компьютера.

На третьем этапе рассматриваются программные средства реализации информационных процессов. Цель данного этапа ознакомление с основными классами базового и прикладного программного обеспечения, фундаментальными принципами, заложенными в их основу. Разумеется, в ходе изучения этих вопросов предполагается выработка практических навыков пользования типичными программами каждого класса.

На четвертом этапе рассматривается управляющая сторона информации: понятие алгоритма, принципы разработки алгоритмов и программ для решения практических задач, понятие о языках программирования высокого уровня и методах программирования.

Не маловажную роль на всех этапах формирования понятия «информация» играет контроль деятельности студентов. Планомерное осуществление контроля позволяет преподавателю привести в систему усвоенный студентами материал, выявить успехи или пробелы и недостатки в знаниях, принять меры к устранению обнаруженных недостатков [3].

В рамках компетентностного подхода мы используем новую уровневую модель педагогических измерительных материалов и новую модель оценки результатов обучения студентов [4].

Для контроля результатов обучения на уровне «знать» что такое информация, используются задания, в которых способ решения очевиден и был усвоен студентом при изучении базового курса «Информатика». Это могут быть задания на знание определения понятия «информатика», задания в которых студент может назвать что такое информация, перечислить ее виды и свойства, рассказать о процессах сбора, передачи, обработки и накопления информации, перечислить технические и программные средства реализации информационных процессов. Такие задания на умение распознавать, идентифицировать, воспроизводить, репродуцировать в основном выявляют знаниевый компонент по теме «Информация» и оцениваются по бинарной шкале «правильно-неправильно».

Для контроля результатов обучения на уровне «знать» и «уметь», используются задания, в которых нет явного указания на способ выполнения задания, и студент самостоятельно выбирает один из изученных способов решения задач данного типа. Такие задания на умение описать, интерпретировать, выяснять, представлять, разъяснять позволяют оценить не только знания по теме «Информация», но и умения пользоваться этими знаниями при решении стандартных, типовых задач. Такие задания могут оцениваться с учетом частично правильно выполненных заданий.

Для контроля результатов обучения на уровне «знать», «уметь» и «владеть» используются задания, содержание которых предполагает использование комплекса умений и навыков, для того чтобы студент мог самостоятельно выбрать способ решения, используя известные ему способы и используя знания из разных дисциплин. В основном для этого используются кейс-задания. Выполнение студентом кейс-заданий требует решения поставленной проблемы в целом и проявления умения анализировать конкретную информацию прослеживать причинно-следственные связи, выделять ключевые проблемы и методы их решения. Такие задания на умение исполнять, использовать, внедрять, дифференцировать, характеризовать, структурировать позволяют оценить умения пользоваться знаниями при решении нестандартных, творческих задач. Такие задания также оцениваются с учетом частично правильно выполненных заданий.

Нельзя не отметить и роль самостоятельной работы студентов в изучении базового курса «Информатики». Студент должен уметь самостоятельно включать в свою деятельность непрерывно нарастающий поток информации, критически ее оценивать, уметь анализировать информацию, рационально применять различные компьютерные системы при поиске, использовании и обработке информации [5].

В вузовской педагогике самостоятельная работа предполагает определенный уровень самостоятельности студентов на всех этапах учебной деятельности – от постановки проблемы до осуществления самоконтроля [6].

В результате реализации всех рассмотренных этапов формирования понятия «информации», а также использования знаний об информации, которые студенты-гуманитарии получают в процессе изучения других учебных дисциплин, происходит не только обобщение, но и обогащение этого понятия. Оно наполняется содержанием, становится все более конкретным, синтезируя в себе большое количество частных понятий. При этом все более полно раскрываются связи и отношения данного понятия с другими понятиями курса «Информатики», формируется понятийный аппарат всего курса.

Сегодня работа с компьютерной графикой – одно из самых популярных направлений в области информационных технологий, причем занимаются ей не только профессиональные художники и дизайнеры. Можно выделить несколько направлений развития компьютерной графики: полиграфия, двумерная графика, web-дизайн, мультимедиа, 3D-графика и компьютерная анимация, видеомонтаж, САПР и деловая графика. Широкое распространение графических программных средств в первую очередь было связано с эволюцией различных видов полиграфической продукции: газет, журналов, книг. Большой толчок развитию возможностей и средств компьютерной графики дал Интернет и служба World Wide Web.  Привлекательность  Web-страницы, сайтов и порталов в большой степени зависти от качественного графического оформления.  Нельзя не упомянуть и визуальное представление результатов анализа данных, которое используется во всех отраслях науки, техники, экономики, образования. Компьютерные графики, диаграммы, трехмерные объекты, служащие для наглядного представления данных давно и прочно вошли в нашу жизнь.

Рассмотрев учебный и программно-методический комплекс по основному курсу, курсу для старшей школы (базовый уровень) мы видим, что в программе теме компьютерная графика отводится всего 7 часов – это теоретическая и практическая часть. Если же рассматривать распределение часов по темам в курсе «Информатика и ИКТ» в старшей школе на профильном уровне, то тема звучит «технология создания и обработки графической информации» и уделяется ей 12 часов. Что конечно больше чем в базовом курсе, но все же если смотреть относительно общего количества часов, а это 340 (в сумме за 10-11 класс, профильный), то мы видим, что это мало. Но в профильном уровне уже идет поверхностное рассмотрение таких «графических гигантов» как Adobe Photoshop и CorelDraw. В базовом же все ограничивается Paint и встроенным векторным редакторов в MS Office.

Изучив ряд учебных планов высшего профессионального образования для технических университетов, мы видим, что предмет «Инженерная графика» присутствует в большинстве направлений подготовки специалистов и изучается на первом или втором курсах. В рамках этого курса студенты учатся черчению деталей промышленной техники в  системе автоматизированного проектирования «КОМПАС». Большинство студентов испытывают трудности в процессе создания компьютерных моделей и чертежей деталей. При опросе выясняется, что многим студентам требуется дополнительная подготовка в области компьютерной графики, а базовых школьных знаний явно не хватает.

Проведем анализ учебника «Информатика и ИКТ» для старших классов (базовый курс) под редакцией Угриновича Н.Д. В данном учебнике седьмая глава называется «Технология обработки графической информации» и включает такие темы:  1) Растровая и векторная графика; 2)Растровые и векторные графические изображения; 3) Форматы графических файлов; 4) Графические редакторы; 5) Растровые и векторные редакторы; 6)Редактирование изображений в растровом редакторе Paint; 7) Создание изображения в векторном редакторе, входящем в состав текстового редактора Word.

Сделаем вывод, что в существующих программах учебного плана «Информатики и ИКТ недостаточно времени уделяется теме «Компьютерная графика», что не позволяет у учащихся создать нужные навыки для создания и обработку графических объектов в графических редакторах.

Для решения это проблемы, внедрим в школьное образование элективный курс “Черчение с элементами компьютерной графики” для учащихся старших классов.  В качестве базовой программы для элективного курса выбрана система автоматизированного проектирования  «КОМПАС», разработанная российской компанией «Аскон». Компас это средство автоматизации конструкторских работ в машиностроении, архитектуре, строительстве, промышленности. Результатом работы в САПР «КОМПАС» является создание, редактирование чертежей, графиков, схем, трехмерных моделей.

Элективный курс позволит сформировать у учащихся информационные и профессиональные компетенции, отвечающие за создание, обработку и модификацию графических объектов, будет способствовать развитию познавательного интереса,  расширит творческий потенциал школьника.

Проблема использования вычислительного эксперимента при изучении физики остается актуальной. Компьютерные модели позволяют взглянуть на изучаемое явление в другом пространственно–временном масштабе, получить полную информацию об изменяющихся физических величинах, построить соответствующие графики и траектории, в динамике “пронаблюдать” исследуемые процессы, сформировать у учащихся наглядный образ изучаемого явления, проникнуть в его физическую сущность, получить ответы на вопросы, которые остаются открытыми после проведения реального эксперимента.

Рассмотрим, например, изучение механических автоколебаний. Аналитическое решение дифференциального уравнения слишком громоздко. Компьютерная модель позволяет исследовать автоколебания физического маятника часов с гирей (рис. 1.1) или маятника Фроуда (рис. 1.2) при различных параметрах системы [3]. Выполнив учебный эксперимент, можно убедиться в правильности математической и компьютерной моделей, подтвердить теорию этого явления.

Допустим, учитель рассказывает о строении Солнечной системы. Как сформировать у школьника ее наглядный образ? Как показать движение планет вокруг Солнца и их взаимодействие друг с другом? Обычные рисунки статичны, учащихся больше заинтересует подвижная картинка, получающаяся как результат компьютерного моделирования (рис.2). В тот момент, когда они видят происходящее на экране монитора движение светящейся точки вокруг центра, в сознании формируется наглядный образ вращения планеты вокруг Солнца [4]. Важно понимать, что речь идет не о какой–нибудь анимации: движение планет рассчитывается по законам Ньютона. Чтобы понять решение этой задачи, достаточно школьной физики. Учитель обращает внимание на то, что вблизи Солнца планета увеличивает свою скорость, а при удалении от него –– уменьшает. Изменяя массу планеты, начальные координаты и скорость, можно исследовать влияние этих величин на ее движение.

Как доказать второй закон Кеплера на уроке физики? Как исследовать движение альфа–частиц в поле ядра атома золота (опыт Резерфорда)? Анализ перечисленных вопросов на качественном уровне не является убедительным доказательством. На помощь приходит компьютерная модель движения точки в поле центральных сил (рис. 3). Промоделировав движение планеты вокруг Солнца, можно рассчитать ее секториальную скорость и убедиться в том, что она остается постоянной (рис. 3.1 и 3.2). Изменяя прицельный параметр и скорость альфа–частиц, школьники могут провести серию вычислительных экспериментов (рис. 3.3), определив их влияние на траекторию движения. Аналитическое решение этих задач выходит за пределы школьной программы.

Учащиеся могут заниматься учебно–исследовательской работой, выполняя при этом реальные и вычислительные эксперименты. Допустим, они изучают явление отражения импульса от границы раздела двух сред. Можно создать компьютерную программу, моделирующую одномерную среду (струну), упругие и инертные свойства которой, начиная с середины, изменяются скачком. Если вызвать колебания крайнего левого элемента, то по среде побежит волна (импульс), которая, дойдя до середины, частично отразится в первую среду, а частично пройдет во вторую среду (рис. 4). Это же явление может быть исследовано с помощью программы, решающей волновое уравнение для одномерной среды (рис. 5). Обсуждаемые компьютерные модели [3, 4] дополняют реальные эксперименты, проводимые учителем со школьниками.

Определенный интерес для школьников, освоивших программирование, представляет собой компьютерная модель автоволновых процессов, в которой активная среда промоделирована системой клеточных автоматов, работающих по определенной программе. На рис. 6 показан результат моделирования дифракции автоволн на препятствии. Учащиеся в динамике наблюдают процесс распространения автоволны, образование однорукавных и двурукавных автоволн, при этом у них формируется наглядных образ рассматриваемых явлений. Компьютерная модель позволяет провести серию вычислительных экспериментов при различных параметрах среды [3, 4].

В классах с углубленным изучением дисциплин физико–математического цикла имеет смысл познакомить учащихся с методами расчета электрических полей. На рис. 7 и 8 представлены результаты решения этой задачи в одномерном и двумерном случаях при различных граничных условиях и заданных распределениях плотности заряда [3, 4].

Учащимся, интересующимся физикой и информатикой, можно показать компьютерную модель течения жидкости (рис. 9). Части жидкости, имеющие различные скорости, окрашиваются в разные цвета, что позволяет создать у учащихся наглядный образ изучаемого явления, сформировать представления о вычислительных методах решения задач гидродинамики [3, 4].

При изучении интерференции возникает необходимость показать учащимся интерференционную картину, возникающую при наложении двух когерентных волн. Компьютерная модель не заменяет реальный опыт, но может служить его дополнением. Получающиеся распределения интенсивности при различных частотах источников показаны на рис. 10. Изменяя расстояние между источниками, их частоту и фазу, учащиеся могут исследовать влияние этих факторов на результат интерференции. Понятно, что в реальном эксперименте визуализировать интерференционную картину не так просто.

Таким образом, использование компьютерных моделей при изучении физических явлений помогает: 1) сформировать у учащихся наглядный образ изучаемого явления; 2) исследовать динамику развития явления в другом пространственно–временном масштабе при различных параметрах системы, начальных условиях и внешних воздействиях; 3) повысить интерес учащихся к физике и информатике. Все это позволяет утверждать, что компьютерные модели и учебный вычислительный эксперимент дополняют теоретическое и экспериментальное изучение физических явлений [1–6].

Вопросы создания условий для проявления в учебном процессе индивидуальных особенностей каждого ученика обсуждают Е. А. Александрова, Ю. К. Бабанский, В. П. Беспалько, А. С. Границкая, М. В. Литвиненко, С. М. Окулов, Н. Ф. Талызина, А. Н. Тубельский, И. Э. Унт, М. А. Холодная, А. В. Хуторской, В. Д. Шадриков, И. С. Якиманская и др. учёные. Индивидуализации обучения посвящен ряд диссертаций последних лет [2, 3, 4 и др.].

Е. А. Александровой выделены четыре группы представлений о процессе индивидуализации [5]:

1) индивидуализация обучения приравнивается к внеурочным, внешкольным занятиям учащихся;

2) предполагается самостоятельная работа обучающегося вне коллектива учащихся: экстернат, репетиторство, заочное обучение, семейное воспитание;

3) предусматривается выбор обучающимся учебных дисциплин в рамках регионального и школьного компонентов учебных планов образовательных учреждений в условиях традиционной классно-урочной системы;

4) для построения индивидуальных образовательных траекторий учащихся используются потенциальные возможности взаимодействия учеников и педагогов на занятиях и во внеурочной деятельности.

Объективные условия для индивидуализации обучения создаются в ситуации разнообразия и вариативности образовательной среды, разнообразия форм взаимоотношений учащихся с разным уровнем учебной подготовки и разным складом ума. Чем богаче, разнороднее образовательная среда, тем легче раскрыть индивидуальные возможности каждого ученика и опираться на них, – к такому выводу приходит И.С. Якиманская. «Дифференциации подлежат не дети, а учебный материал» [6, с.25, с.37-39].

По мнению Л. Л. Любимова, неэффективность государственного школьного образования обусловлена такими факторами как: «акцент на процесс, а не на результат; зубрежка вместо понимания, осмысления, отсутствие мотивированности к обучению у детей, вытеснение познавательного интереса принуждением, вытеснение духовного воспитания резонерством, системой наказаний, трансляция социальных мифов; отсутствие даже попыток сформировать в детях способность к творчеству, к самостоятельным действиям, к инициативе, к критическому мышлению и т. д.» [7, с. 117]. Очевидно, что одним из факторов, который влияет на развитие самообразования, является отсутствие формирования опыта выбора в течение школьной жизни. Выбор всегда связан с собственной активностью ученика, с организацией самостоятельной деятельности. «Главная проблема состоит в том, что ни выбор, ни самостоятельность не поддерживаются нашей школьной культурой» [8].

Составление индивидуального маршрута поможет формировать опыт выбора при условии, что школьнику предоставлен выбор заданий по их характеру и количеству, по времени, отводимому на выполнение заданий, по методам оценивания результатов работы, по способу выполнения заданий (самостоятельным или групповым). Выбранные учеником задания, основанные на его интересе и опыте, обладают большим потенциалом, чем предметные задания, одинаковые для всего класса.

В соответствии с личностно-ориентированным подходом [9] успешное развитие личности обеспечивается через выработку и освоение индивидуального стиля деятельности, формируемого на основании личностных особенностей и реализуемого через индивидуальные образовательные траектории.

По мнению авторов [10, 11, 12, 13, 6], индивидуальные образовательные траектории – это «персональный путь реализации личностного потенциала каждого в образовании» (А. В. Хуторской), «процесс и результат самостоятельного индивидуального действия учащегося при решении личностно значимых задач» (Ю. Г. Юдина), «проявление стиля учебной деятельности каждого учащегося, зависящего от его мотивации, обучаемости и осуществляемое в сотрудничестве с педагогом» (С. А. Вдовина) и т. д. Под индивидуальным образовательным маршрутом будем понимать «индивидуальный путь движения учащегося в какой-либо предметной области или предметных областях» [11]. Ценность индивидуального образовательного маршрута состоит в том, что он позволяет каждому на основе оперативно регулируемой самооценки, активного стремления к совершенствованию обеспечить выявление и формирование творческой индивидуальности, формирование и развитие ценностных ориентаций, собственных взглядов и убеждений, неповторимой технологии деятельности.

На основе анализа теоретических работ А. В. Баранникова, М. А. Холодной, А. В. Хуторского и др. появилась возможность сформулировать принципы проектирования и практической реализации индивидуальных образовательных маршрутов [14, 15, 16, 17, 18].

Принцип актуализации учебной мотивации требует оказания педагогической помощи учащемуся в осознании личностного смысла изучения информатики, соотнесении сформированного смысла приобретения новых знаний со своим ситуативным интересом и определении возникшего нового интереса в познавательной направленности ученика. Для решения данной задачи можно применять так называемые ментальные карты (интеллект-карты, карты памяти и т. д.), которые являются удобным и эффективным инструментом визуализации мышления и альтернативной записи. Применение данной техники возможно для создания новых и фиксации имеющихся идей, анализа и упорядочивания информации, принятия решений и т. д. Это не очень традиционный, но очень естественный способ организации мышления, имеющий несколько неоспоримых преимуществ перед обычными способами записи. Так, например, учитель совместно с учащимся может «выстраивать» логические связи между тем, что интересует учащегося и изучаемыми на уроках темами (см. рис. 1).

Рисунок 1. Пример ментальной карты

Принцип обеспечения субъектной позиции учащегося дает возможность ученику, начиная с проектирования и заканчивая оценкой достигнутого, активно участвовать в целеполагании и планировании. Школьник на основе осознанного личностного смысла формулирует цель самообразования по информатике, выбирает виды деятельности, определяет возможные образовательные результаты и формы их представления. Помимо указанного, на основании данного принципа изменяется роль учителя, в ней доминирует стимулирование познавательного интереса ученика, консультирование, т. е. она приобретает вид педагогической поддержки ученика в его учебной деятельности. Педагогическая поддержка создает условия для получения школьником опыта самостоятельного планирования индивидуальной образовательной траектории, а кроме того, позволяет адекватно реагировать на эмоциональный дискомфорт ученика, на его запрос о взаимодействии [5, с. 12]. В обучении, осуществляемом на принципах педагогического сопровождения и поддержки, акцент делается не на программный материал, а на организацию индивидуальной познавательной деятельности учащихся [19, с. 117].

Принцип расширения субъектной сферы обучения исходит из того, что процесс обучения представляет собой не прямое воздействие на школьника, а социальное взаимодействие различных субъектов (учителей, родителей, одноклассников, педагогов дополнительного образования, школьных психологов) и показывает, что заметно большего эффекта в обучении можно достичь при согласованном взаимодействии всех участников учебно-воспитательного процесса. Педагогическое взаимодействие «предусматривает взаимообогащение интеллектуальной, эмоциональной, деятельностной сферы участников образовательного процесса; их координацию и гармонизацию» [20, с. 18]. Во взаимодействии происходит объективная оценка своей деятельности как учителем, так и учеником, поскольку анализ мнения каждого из взаимодействующих субъектов позволяет им корректировать свою деятельность, способствуя тем самым повышению эффективности обучения.

Систематическое использование формирующей оценки индивидуальных результатов деятельности является одним из важнейших принципов проектирования и реализации индивидуальных образовательных маршрутов. В условиях перехода к новой модели образования, соответствующей требованиям информационного общества функция оценивания приобретает новый смысл, меняются цели оценивания. Сегодня оценивание должно быть направлено не просто на выявление недостатков, оно должно стать механизмом, обеспечивающим непрерывность процесса совершенствования качества образования, должно обеспечить конструктивную обратную связь для всех субъектов образовательного процесса. Оценивание должно не просто подводить итоги достигнутого, оно должно стать отправной точкой, за которой следует новый виток развития, выход на новый уровень качества образования. Таким образом, происходит смена парадигмы оценивания – от преимущественно суммирующего оценивания к модели так называемого формирующего оценивания.

Формирующее оценивание нацелено на определение индивидуальных достижений каждого учащегося и не предполагает как сравнения результатов, продемонстрированных разными учащимися, так и административных выводов по результатам обучения. Формирующим данный вид оценивания называется потому, что оценка ориентирована на конкретного ученика, призвана выявить пробелы в освоении учащимся элемента содержания образования с тем, чтобы восполнить их с максимальной эффективностью. Формирующее оценивание может помочь ученикам понять, что для них является важным, обнаружить, что у них получается, выявить, чего они не знают и не умеют делать. Данный способ оценивания позволяет каждому учащемуся максимально приблизиться к запланированному им результату в случае, если результат выходит за рамки стандарта по уровню освоения содержания, способствует формированию адекватной самооценки. Формирующее оценивание позволяет проследить динамику личных достижений, приращение знаний, умений и навыков, а также проблемы, которые нужно решать.

В основе грамотно организованного формирующего оценивания лежат пять принципов [21]:

1. Учитель регулярно обеспечивает обратную связь, предоставляя учащимся комментарии, замечания и т. п. по поводу их деятельности.

2. Учащиеся принимают активное участие в организации процесса собственного обучения.

3. Учитель меняет техники и технологии обучения в зависимости от изменения результатов обучения учащихся.

4. Учитель осознает, что оценивание посредством отметки резко снижает мотивацию и самооценку учащихся.

5. Учитель осознает необходимость научить учащихся принципам самооценки и способам улучшения собственных результатов.

Индивидуальный образовательный маршрут при обучении информатике – это структурированная программа действий ученика на некотором фиксированном этапе обучения, которая включает временной, содержательный и контролирующий компоненты. Временная структура индивидуального образовательного маршрута включает отрезок школьного времени, в течение которого планируется его прохождение, это может быть четверть, полугодие или целый учебный год.

Содержательная структура индивидуального образовательного маршрута основана на выборе учебных и внеучебных модулей, включаемых в образовательный маршрут. Ученик самостоятельно выбирает те виды мероприятий, которые вызывают у него познавательный интерес. Контролирующая структура индивидуального образовательного маршрута включает в себя точки соприкосновения ученика с такими участниками образовательного процесса, как учитель информатики, классный руководитель, педагог-организатор и т. д. Учитель информатики совместно с педагогом-организатором или специалистом по внеклассной работе, классным руководителем и учителями-предметниками разрабатывают и предлагают учащимся блок заданий, мероприятий и других видов деятельности, способствующих применению учащимися методов и средств информатики для их решения, а также стимулирующие развитие самообразования.

В качестве примера приведем возможные варианты заданий при изучении раздела «Основные устройства ИКТ» (табл. 1).

Таблица 1. Основные устройства ИКТ

Целевая установка:

1. Знакомимся с историей появления и разработки основных устройств компьютера.
2. Учимся соединять блоки и устройства компьютера.
3. Осваиваем простейшие операции по управлению компьютером и другими средствами ИКТ.
4. Изучаем гигиенические, эргономические и технические условия безопасной эксплуатации средств ИКТ.
5. Осваиваем приемы работы с сервисным программным обеспечением.

В начале учебного года каждый ученик составляет карту-путеводитель индивидуальной работы (табл. 2), которая включает внеклассные, внешкольные и другие виды мероприятий, участие в которых поможет учащемуся приобрести новые умения и сформировать навыки использования средств ИКТ, а также будет способствовать развитию самообразовательных потребностей.

Таблица 2. Планирование индивидуальной работы

Ученик самостоятельно выбирает не менее одного задания из каждого раздела предложенного учителем, планирует дату выполнения. В случае возникновения трудностей школьники могут обратиться за консультацией к учителю или консультанту из числа учащихся старших классов. Кроме того, целесообразно обеспечить возможность получения помощи посредством электронной почты или задав вопрос на форуме школьного сайта. Обеспечение учащихся памятками, инструкциями, алгоритмами также способствует приобретению навыков самостоятельной работы. По окончании выполнения задания ученик формулирует, какие новые умения он приобрел и самостоятельно оценивает свою работу. В графу «Самооценка» можно заносить информацию о том, что не удалось выполнить, что получилось не совсем так, как хотелось, и отметить пожелания к дальнейшей работе с данным разделом. Раздел «Оценка» заполняется руководителем или организатором мероприятия, а также может содержать отзывы родителей, одноклассников, учителей. Это может быть не просто привычная для ученика числовая отметка, но и словесная характеристика его достижений, успехов. Убедившись в значимости и успешности своей работы со стороны учителей, родителей и одноклассников, учащиеся получают дополнительный стимул для самостоятельного совершенствования знаний.

Оценивая результат деятельности ученика, важно не сравнивать его с одноклассниками, а найти «прирост» знаний, умений и навыков по сравнению с его личными предыдущими результатами. Попробовав свои силы в выполнении разнонаправленных заданий, ученик, возможно, выберет то направление компьютерных технологий, которое будет ему наиболее интересно для дальнейшего самостоятельного изучения и применения, и его индивидуальная образовательная траектория, вероятно, будет существенно отличаться от траектории большинства учащихся. Углубленное изучение компьютерной графики, профессиональное освоение музыкальных редакторов или работа с издательскими системами позволят ученику выйти на совершенно новый уровень владения средствами ИКТ и будут отличным стимулом для совершенствования ранее полученных знаний и продолжения самообразования по информатике. И здесь совершенно не важно, какая отрасль информационных технологий будет задействована в большей степени, поскольку в конечном итоге у ученика будут формироваться необходимые навыки самообразования.

Индивидуальный образовательный маршрут при изучении учащимися информатики имеет своей целью обратить внимание учащихся на разнообразные сферы применения средств ИКТ, показать основные линии развития компьютерной индустрии, помочь учащимся осуществить выбор наиболее значимого и интересного направления для более глубокого освоения.

При прохождении этапов индивидуального образовательного маршрута важно помогать учащимся действовать независимо, не давать прямых инструкций, не сдерживать инициативы школьников и не делать за них то, что они могут сделать самостоятельно. Необходимо приучать учащихся к навыкам самостоятельного решения проблем, исследования и анализа ситуаций.

В условиях развития современного образовательного процесса происходят изменения в подходах к оцениванию результатов деятельности ученика, например, встает необходимость связи самооценки и внешней оценки. В качестве результата обучения выступает объективная характеристика продукта учебно-познавательной деятельности ученика, т. е. система знаний, умений и навыков. В отличие от результата категория достижений носит личностную окраску, т. е. субъективное переживание состояния радости при совпадении полученного и желаемого результата. В оценке степени совпадения полученного и желаемого результата участвуют эмоции, которые непосредственно сигнализируют субъекту об этом в форме переживания удовольствия или неудовольствия, а также мышление, с помощью которого человек выдвигает рациональное основание такого совпадения.

При оценке степени удовлетворенности образовательных потребностей учащихся учебные достижения можно рассматривать как личностно-смысловое отношение ученика к процессу собственной познавательной деятельности. Конкретные показатели, позволяющие анализировать и оценивать это отношение, состоят в следующем:

• интерес/безразличие к информатике;
  
• оценка учеником социальной значимости информатики и ее роли в будущей жизни;
  
• эмоциональный комфорт/дискомфорт;
  
• наличие/отсутствие боязни ошибок в условиях выражения собственного мнения, точки зрения.
  

  Планируя собственную деятельность, анализируя ее результаты, внося коррективы и оценивая свои достижения посредством индивидуального образовательного маршрута, учащиеся получают опыт личностного совершенствования процесса образования и осуществления самообразовательной деятельности.

Школьники, заинтересованные в углубленном изучении учебной дисциплины, нередко посещают кружки и элективные курсы по информатике и информационно-коммуникационным технологиям, участвуют в предметных выставках и конкурсах [2]. Как правило, именно данная часть учащихся средней школы выбирает государственную итоговую аттестацию в 9 классе как общий экзамен в тестовой форме. Это позволяет еще раз адекватно оценить ученикам свои знания и умения в области информатики и принять обоснованное решение о необходимости дальнейшего изучения предмета на профильном уровне.

В контексте принятия решений об изучении предметной области информатики на углубленном уровне в профильной школе проанализируем результаты выполнения учащимися тестовых заданий первой части ГИА по информатике и ИКТ. Анализ проведем на основе данных 2014 года экзамена по информатике и ИКТ Смоленской области. Акцент в рассмотрении сделаем на выявлении причинно-следственных связей результатов экзамена и подготовки учащихся.

Перед разбором тестовых заданий первой части дадим краткую общую характеристику структуры экзамена по информатике и ИКТ.

На выполнение экзаменационной работы по информатике отводится 2 часа 30 минут. Экзаменационная работа состоит из 3 частей, включающих в себя 20 заданий. В заданиях первой части экзаменационной работы учащимся предлагаются тестовые задания закрытой формы с выбором правильного ответа из 4 предложенных вариантов. Часть 1 содержит 6 таких заданий. В заданиях второй части – тестовые задания открытой формы с кратким ответом. Часть 2 содержит 12 подобных заданий. При решении заданий данных частей пользоваться компьютером не разрешается. На выполнение заданий первой и второй части испытуемому рекомендовано отводить половину экзаменационного времени – 75 минут.

В третьей части экзаменационной работы учащимся предлагается выполнить практические задания на компьютере. Тестовые задания данной части предполагают формулировку развернутого ответа. Часть 3 включает 2 задания в такой форме. На данные задания рекомендовано использовать вторую половину времени, отводимого на выполнение экзаменационной работы.

Специфика выполнения заданий третьей части состоит в том, что результатом выполнения являются отдельные файлы на каждое из заданий. При этом при выполнении последнего задания работы учащемуся предлагается на выбор выполнить один из двух предложенных вариантов задачи. Это объясняется спецификой изучения вопросов программирования в средней школе. Требуется написать либо программу для исполнителя Робот либо программу на одном из языков программирования, изучаемых в школе. В число последних входят, как правило, языки Паскаль, Бейсик и Си.

При выполнении всех заданий учащимся разрешается пользоваться черновиком. Однако записи черновика не учитываются при проверке и оценивании заданий экзаменационной работы. Баллы за выполненные задания всех частей суммируются.

В 2014 году для проведения итоговой аттестации выпускникам 9-х классов было предложено четыре варианта экзаменационной работы, задания которых равнозначны по тематике и по уровню сложности. Для оценивания традиционно применялись две шкалы оценивания результатов. За каждое тестовое задание первой и второй части учащийся мог получить один балл. За правильно выполненное задание третьей части – два балла. Полученные баллы переводились в пятибалльную систему отметок.

В 2014 году экзамен по информатике и ИКТ в 9-х классах в новой форме за курс основной общей школы в Смоленской области сдавали 29 учащихся.

В первом задании учащимся необходимо было решить текстовую задачу на информационный объем. При этом в одних вариантах требовалось собственно найти информационный объем текста по известному количеству символов в тексте в заданной кодировке. В других наоборот – определить количество символов в тексте, например, объем страниц, если задана кодировка и известен информационный объем текста. С данной задачей справились 25 школьников из 29, что составляет 86,2% правильных ответов (рис. 1). Высокий процент позволяет сделать вывод о детальном изучении вопросов по теме «Измерение количества информации» на уроках информатики в школе.

Рисунок 1 – Результаты выполнения тестового задания №1

Во втором задании учащимся необходимо было продемонстрировать умение определять истинность высказывания. Высказывание традиционно содержало одну из двух бинарных логических операций И либо ИЛИ с унарной операцией НЕ либо без него. В вариантах предлагались числовые высказывания либо высказывания о буквах в именах. С данным тестовым заданием также справились 25 из 29 учеников, что составляет 86,2% правильных ответов (рис. 2). Данное тестовое задание является стандартным при изучении темы «Логика» на уроках информатики и не вызывает, как правило, особых затруднений, что и подтверждает высокий процент правильных ответов.

Рисунок 2 – Результаты выполнения тестового задания №2

Третье тестовое задание проверяет умение учащихся интерпретировать табличные данные. По данным таблицы расстояний между населенными пунктами требуется определить длину кратчайшего пути либо сопоставить табличные данные представленной на рисунке схеме. С данным тестовым заданием справились 24 из 29 учеников, что составляет 82,8% правильных ответов (рис. 3). Данное тестовое задание имеет прямую практическую направленность. Такая задача нередка в реальной действительности. В связи с этим традиционно данное задание успешно выполняется учащимися.

Рисунок 3 – Результаты выполнения тестового задания №3

Ошибки в трех первых заданиях возникают либо из-за невнимательности при прочтении условия тестового задания и как следствие неверной интерпретации данных задачи. Либо школьники допускают ошибки при выполнении арифметических вычислений.

В четвертом задании учащимся требуется установить полное имя каталога или файла при переходах с одного уровня на другой в файловой системе. Это задание проверяет навыки идентификации местонахождения в файловой системе компьютера. Несмотря на то, что практически все ученики умеют хорошо перемещаться по навигационной системе компьютера, только чуть более половины из них (55,2%) успешно справились с данным заданием (рис. 4). Это объясняется тем, что вопросы определения полного имени каталога или файла ввиду их кажущейся простоты при массовом наличии домашних компьютеров остаются при изучении темы «Файловая система» на втором плане. При изучении данной темы превалирует прикладная направленность изучения предмета информатики, которая выражается в умении создавать каталоги и файлы.

Рисунок 4 – Результаты выполнения тестового задания №4

Пятое тестовое задание направлено на проверку умения сопоставлять данные электронной таблицы с их наглядным отображением в виде диаграмм. В задании требуется либо определить вид формулы в одной из ячеек таблицы либо установить вид диаграммы, соответствующий табличным данным. Ввиду достаточной полноты выполнения разнообразных заданий подобного типа и практическим навыкам работы с электронными таблицами большинство учащихся выбирают правильный ответ верно. Так с данным тестовым заданием справились 24 из 29 учеников, что составляет 82,8% правильных ответов (рис. 5).

Рисунок 5 – Результаты выполнения тестового задания №5

В шестом задании учащимся было предложено продемонстрировать умение выполнять алгоритмические действия. В задании для исполнителя Чертежник или Черепашка был приведен некоторый алгоритм. Для исполнителя Чертежник следовало указать команду, чтобы после ее выполнения он возвращался бы в исходную точку. Для исполнителя Черепашка необходимо было указать вид фигуры, которая появлялась на экране. Данные виды тестовых заданий, проверяющих алгоритмическое мышление школьников, являются одними из самых сложных заданий [3]. Традиционно с ними справляются далеко не все учащиеся. Это объясняется, в том числе и тем, что ученики лучше владеют навыками информационных технологий, нежели алгоритмической деятельности в компьютерных средах. Так в этот раз верно ответили на вопрос тестового задания 18 из 29 учеников, что составляет 62,1% правильных ответов (рис. 6).

Рисунок 6 – Результаты выполнения тестового задания №6

Можно констатировать, что задания первой части ГИА по информатике и ИКТ учащиеся выполняют достаточно уверенно. Задания 1, 2, 3 и 5 верно выполняют более 80% школьников. Задания 4 и 6 вызывают затруднения у менее половины учащихся (рис. 7). В связи с этим можно рекомендовать учителям информатики качественно усилить подготовку учеников по теме «Электронные таблицы» дидактической линии «Информационные технологии» и теме «Алгоритмы для исполнителей на клеточной карте» дидактической линии «Алгоритмизация».

Рисунок 7 – Результаты выполнения тестовых заданий части 1

Например, высвободить время для более детального изучения этих и других тем курса, эффективно выстроить индивидуальные траектории обучения [4, 5] можно в рамках инновационных адаптивных информационно-образовательных систем [6, 7] с привлечением автоматизированных программных сред [8, 9]. Данные системы строятся на базе математических алгоритмов [10, 11], что позволяет реализовать принцип адаптивности, что особенно важно в контексте предпрофильного и профильного обучения [12]. Простейшие системы такого вида для изучения отдельных вопросов школьного курса информатики может разработать сам учитель информатики. Также проектирование и разработка подобного рода автоматизированных систем входит в вопросы изучения учебных практик студентов математического профиля направления подготовки «Педагогическое образование» [13]. Таким образом, современный учитель информатики для достижения целей предпрофильного и профильного обучения должен либо сам разрабатывать и внедрять либо использовать готовые адаптивные программные комплексы [14, 15]. Заметим, что в таких программных комплексах успешно реализуются возможности систем индивидуального тестирования [16, 17]. Это позволяет отвечать оптимальным образом на индивидуальные запросы каждого ученика при реализации общей программы курса [18, 19]. Учащиеся адаптируются к оценке собственных достижений с помощью тестирования. Последнее, в свою очередь, также оказывает положительное влияние на восприятие школьниками оценки знаний с помощью тестовых заданий в рамках ГИА (ОГЭ) и умение в целом выполнять тесты.

Итак, задания первой части ГИА по информатике и ИКТ практически не вызывают особых затруднений в предметной области. Большая часть ошибок, которые школьники допускают при выполнении данных заданий, носят общий характер для всех экзаменов. Они вызваны невнимательным прочтением условия тестового задания или его интерпретации. Другая часть ошибок специфична для физико-математических дисциплин. Эти ошибки относятся к неверным математическим вычислениям. Таким образом, можно сделать вывод скорее о привходящих факторах, нежели о безусловном незнании предмета задания теста.

Изучение тем «Представление информации», «Основы логики», «Моделирование и формализация», «Компьютер», «Информационные технологии», «Алгоритмизация и программирование» составляют фундаментальную основу содержания курса информатики профильной школы. Продолжение обучения информатике должно строиться на прочной базе предметных знаний и умений. Школьники должны осознанно делать свой профессиональный выбор. В связи с этим знание ключевых понятий предметной области и владение базовыми навыками решения теоретических и прикладных задач является необходимым условием для продолжения дальнейшего совершенствования познаний по информатике.

Рассмотрим пример.

Из бревна вырезают балку наибольшей площади. Найдите размеры сечения балки, если известен радиус сечения бревна.

Объект моделирования – система, состоящая из двух более простых объектов: бревно и балка. Связь между объектами системы определяется при установлении размеров сечения балки, вырезаемой из бревна. Так как никакие иные свойства балки, кроме ее размера, не являются существенными для решения задачи, будем считать, что эти размеры и характеризуют систему.

Очевидно, что сечение бревна имеет круглую форму. Предположим, что балка имеет форму параллелепипеда. Задачу можно переформулировать следующим образом: найти длину и ширину прямоугольника, вписанного в окружность известного радиуса, так чтобы площадь этого прямоугольника была наибольшей.

Параметры объектов системы представим в виде таблицы:

Пусть ширина прямоугольника – переменная управления, а длина прямоугольника – поисковая переменная. Функция S будет целевой функцией.

Длина и ширина прямоугольника будут являться сторонами прямоугольного треугольника, а его гипотенуза – диаметр окружности. Используя теорему Пифагора, выразим длину через ширину и радиус. Очевидно, что значение ширины не может превышать длину диаметра. Таким образом, получим математическую модель:

.

Пример решения задачи при r=20 см и шаге дискретизации 2 представлен на рис. 1.

Из результатов таблицы видно, что максимальная площадь будет получена при приблизительной ширине равной 28 см и длине, равной 28,57 см. Сужая промежуток изменения ширины и уменьшая шаг дискретизации, получим более точное решение.

Проведение компьютерного эксперимента для различных значений радиуса позволяет установить закономерность, заключающуюся в том, что наиболее оптимальное решение получается, когда значения длины и ширины практически равны, то есть сечением балки является квадрат.

Большое количество задач по данной теме содержится в работах Ю.П. Штепы [3-7].

Для закрепления умений решать задачи оптимизационного моделирования методом дискретизации можно использовать следующие задачи:

1. Лодка находится на озере на известном расстоянии от ближайшей точки берега. На некотором расстоянии от этой точки на берегу находится село, которого желает достигнуть пассажир лодки. При этом он собирается сначала плыть на лодке, а потом пройти оставшееся расстояние пешком. Определить местонахождение пункта берега, к которому должна пристать лодка, чтобы пассажир достиг села в кратчайшее время.

2. Кусок проволоки известной длины сгибают так, чтобы образовался прямоугольник. Какую длину должны иметь стороны прямоугольника, чтобы его площадь была наибольшей?

3. Известна длина изгороди земельного участка. При каких размерах участка его площадь будет наибольшей?

4. При каких размерах открытого бака для жидкостей при известном объеме на его изготовление потребуется наименьшее количество металла?

5. При постройке дачи нужно было отгородить дачный участок. Материала имелось на 148 погонных метров изгороди. Кроме того, можно было воспользоваться ранее построенным забором (в качестве одной из сторон участка). Как при этих условиях отгородить прямоугольный участок наибольшей площади?

6. Садовый участок имеет площадь 300 м2. При каких размерах участка будет затрачено наименьшее количество штакетника?

7. Бумажному змею, имеющему вид кругового сектора, желают придать такую форму, чтобы он при определенном периметре вмещал наибольшую площадь. Какова должна быть форма сектора?

8. Из жестяного круга известной площади нужно изготовить коническую часть воронки. Для этого в круге вырезают сектор и остальную часть круга свертывают конусом. Сколько градусов должно быть в дуге вырезаемого сектора, чтобы конус получился наибольшей вместимости?

9. Для перевозки корма требуется спроектировать контейнер объемом 1 кубометр в форме прямоугольного открытого сверху параллелепипеда. Желательно, чтобы на его изготовление затрачивалось как можно меньше материала. Чтобы контейнер было удобно брать автопогрузчиком, его ширина должна быть не менее 1,5 м. Найти оптимальные размеры контейнера.

10. Почтовые отделения России принимают к отправке посылку, если она имеет форму прямоугольного параллелепипеда (ящика), который можно обернуть шпагатом длиной не более 3,6 м (дважды поперек и один раз вдоль ящика). Каков наибольший объем посылки?

11. Почта США принимает посылки, у которых дина и обхват поперек длины в сумме не превышают 72 дюйма. При каких допустимых размерах объем посылки будет наибольшим?

12. Для строительства бассейна в загородном доме имеется в наличии определенное количество кафеля для облицовки дна и стенок. Каковы оптимальные размеры бассейна с точки зрения его объема? Какой вариант формы бассейна наиболее выгодный?

Приведем пример конспекта урока по теме «Системы счисления» с использованием игровых технологий. 

Тема «Системы счисления»

Тип урока: урок комплексного применения знаний и навыков.

Цель урока: 

• Вторичное осмысление известных знаний по теме «Системы счисления», выработка умений и навыков по их применению.

Задачи урока:

предметные:

• систематизировать и обобщить ЗУН учащихся, полученные при изучении темы «Системы счисления»
• подготовить учащихся к итоговой контрольной работе по теме «Системы счисления».

метапредметные:

• развивать навыки реализации теоретических знаний в практической деятельности;
• расширять кругозор и развивать познавательный интерес, речь и внимание учащихся, творческое и логическое мышление (решение занимательных задач);
• развивать коммуникативные способности, формировать умение самооценки.

личностные:

• повышать уровень информационной культуры, мотивации учащихся;
• формировать творческий подход к решению задач;
• развивать умение объективно оценивать свою деятельность и деятельность одноклассников;
• воспитывать дух здорового соперничества, дружелюбного отношения друг к другу.

Необходимое техническое оборудование и программное обеспечение: Microsoft Word, Miсrosoft Power Point, компьютеры для каждого ученика, сеть Интернет.

Раздаточный материал: жетоны с двоичными числами, карта успешности, компьютерный тест по теме «Системы счисления».

Этап	Деятельность учителя	Деятельность обучающихся
Организационный момент	Здравствуйте, ребята! Давайте поприветствуем друг друга и начнем урок. Эпиграф к уроку: «Все есть число» – говорили Пифагорийцы. – Как вы думаете, почему я выбрала такой эпиграф к нашему уроку? Перед вами на партах «Карта успешности», подпишите ее. На уроке вы будете оценивать свои знания по предложенной схеме и результаты вносить в эту карту. Оценка за урок будет выставляться, исходя из критериев: Максимальное количество баллов за урок – 34 «5» – 28-34 балла «4» – 21-27 баллов «3» – 15-20 баллов «2» – до 14 баллов	Приветствуют учителя и друг друга. – потому что мы изучаем тему «Системы счисления»; – потому что нас окружает множество чисел…
Мотивация	Сегодня мы проводим обобщающий урок по теме «Системы счисления», но не в обычной форме, а в форме игры. Давайте попробуем сформулировать цель нашего урока.  Посмотрите, пожалуйста, на слайд  Цели урока 1) научиться решать задачи по теме «Системы счисления»; 2) закрепить знания и умения по теме «Системы счисления» в ходе выполнения заданий; 3) проверить свои знания и умения по теме «Системы счисления» с помощью тестирования, физических упражнений, контрольной работы. А какую цель каждый из вас ставит на данном уроке?  Подумайте и запишите в карту успешности. Записали?	Выбирают цель и записывают в карту успешности.
Воспроизведение и коррекция опорных знаний	При входе в кабинет каждый из вас получил жетон с двоичным числом. Вам нужно перевести число с жетона в десятичную систему счисления, после чего вы узнаете, в какой команде вы будете работать.  В соответствии с критериями, записанными в карте успешности, поставьте себе отметку за знание практического материала.	Учащиеся переводят двоичные числа, делятся на 2 команды, знакомятся с составом команд. Команды представляют свое название и девиз в течение 2 минут.
Работа в командах	«Все есть число» – говорили пифагорийцы, подчеркивая необычайно важную роль чисел в практической деятельности. А как умеют работать с числами участники сегодняшней игры? Сейчас нам это предстоит узнать.  Баллы за задания записываются в карту успешности учеником индивидуально.
	Задание 1 Задача 1.1. Решить задачу: В бумагах одного ученого была найдена его биография. Она начиналась следующими словами: «Я окончил курс университета 44 года от роду. Спустя год, 100-летним молодым человеком, я женился на 34-летней девушке. Незначительная разница в возрасте – 11 лет не мешала нам потому, что у нас были общие интересы и мечты. Спустя немного лет у меня была маленькая семья из 10 детей». Чем объяснить странные противоречия в числах этого отрывка? Восстановите их истинный смысл.  За правильный ответ 1 балл.	Задача 1.1 Решение:  Ответ: 5  (– 1– посторонний корень)  445=2410 1005=2510 345=1910 115=610 105=510 Ученики зачитывают текст с новыми числами.
	Задача 1.2. Решить задачу: Один человек имел 100 монет. Он поровну разделил их между двумя своими детьми. Каждому досталось по 11 монет и одна осталась лишней.  Какая система счисления использовалась, и сколько было монет? За правильный ответ 1 балл	Задача 1.2. Решение:   Ответ:
Физминутка	Гимнастика для глаз
Продолжение работы в командах	Задание 2. Конкурс кроссвордов. Ответьте на вопросы и из полученных слов составьте кроссворд. 1.Система, в которой количественное значение цифры не зависит от ее положения в числе.  2.Система, в которой количественное значение цифры зависит от ее положения в числе. 3.Символы, при помощи которых записывается число  4.Как называется позиция цифры в числе.  5.Самый популярный пример непозиционной системы счисления.  6.Совокупность различных цифр, используемых в позиционной системе счисления для записи чисел За правильный ответ 1 балл.  За оригинальное составление кроссворда 1 балл.	Ответ:1. Непозиционная 2. Позиционная 3. Цифра 4. Разряд  5. Римская  6. Алфавит
	Задание 3. Найди число. Если утверждение истинно пишем 1, если ложно – 0. Переведи полученное число из двоичной системы в десятичную. 1. Информация, хранящаяся в компьютере, представлена в троичной системе счисления. 2. Система счисления – это способ представления чисел и соответствующие ему правила действий над числами. 3.В двоичной системе счисления 11 + 1 = 12. 4. В 16-ричной системе счисления символ F используется для обозначения числа 15. 5.Существует множество позиционных систем счисления, и они отличаются друг от друга алфавитами. 6. Непозиционной система счисления – это система счисления, в которой значение цифры зависит от ее местоположения в числе. 7. Римская система счисления – это позиционная система счисления. За правильный ответ 1 балл	Результат выполнения задания: 1010011. Ответ: 83
	Задание 4. Решите неравенство. За правильный ответ 1 балл  Задание Поставьте вместо буквы и знак <, > или =.1) 1010012 и 6С16  2) 11118 и 1111112 3) 1258 и 5516	1) 4110 < 10810  2) 11118 > 1111112  3) 8510 = 8510
	Задание 5. Расположите числа, записанные в различных системах счисления, в порядке убывания 5C16 , 3510, 368, 100011, 012  Задание оценивается 2 баллами	Ответ: 5C16, 012, 100011, 3510, 368.
	Задание 6. Выполните действия и запишите слово, составленное из трех букв. Задание1) 1011100+100101  2) 10011101-11111 3) 110101 . 1011За правильный ответ 1 балл	1) 10000001 – б 2) 1001110 – й 3) 1111110 – и 4) 1010101 – а 5) 1111111 – т.Правильный ответ – бит
Компьютерное тестирование	А сейчас ребята я предлагаю вам пройти компьютерный тест. Задание оценивается как среднее арифметическое всех оценок членов команды: Время работы – 10 минут, тест проверяется автоматически. Запишите в карту успешности отметку команды за выполнение теста.	Тест выполняют индивидуально каждый  учащийся за компьютером.  http://videouroki.net/filecom.php?fileid=98689293
Подведение итогов	Пожалуйста, оцените свою работу на уроке по 5-бальной системе, ответ запишите в двоичной системе счисления в карту успешности. Наш урок подходит к концу. – Достигли ли вы цели, поставленной в начале урока? Запишите в карту успешности ваш ответ	Ответ: «5» – 101 «4» – 100 «3» – 11 «2» – 10
Задание на дом	На сайте нашей школы по адресу … в разделе … находится ссылка на домашнее задание по нашей теме урока. Дома вам необходимо выполнить его и выслать решение мне на электронную почту …. Домашнее задание 1. В каких (кроме компьютера) приборах применяется двоичная система счисления? Оправдано ли это применение? Аргументируйте свой ответ.  2. Выполните действия: а) 1011100 + 100101  б) 10011101 – 11110  в) 110101 . 1011  Переведи полученные числа из двоичной системы в десятичную.  – Спасибо за урок.

КАРТА УСПЕШНОСТИ _________________________________

Моя цель урока__________________________________________________

Достигли ли вы намеченной цели (аргументируйте свой ответ) _____________________________________________________________________________.

Интерес к изучению информатики во многом зависит от того, как проходят уроки. Даже на самых хороших уроках элемент обязательности сдерживает развитие увлеченности предметом. Поэтому на уроках информатики нужно как можно шире применять педагогические технологии.

Изучение блока «Алгоритмы и исполнители» включает большой объем материала, связанный с определением понятия алгоритма, построением алгоритмических конструкций, применением и работой языков программирования. Возникает множество вопросов относительно содержания, методов и средств, используемых для преподавания этого раздела.

Предлагаем конспект урока по теме «Циклические алгоритмы».

Цели урока

Учебная:

• познакомить учащихся с понятием, структурой, способами записи циклического алгоритма;
• сформировать умения использования циклических конструкций при решении задач.

Воспитательная:

• воспитывать внимательность, аккуратность, дисциплинированность, усидчивость;
• способствовать воспитанию ответственности.

Развивающая:

• развивать алгоритмическое мышление;
• способствовать развитию внимания, памяти, мыслительных операций.

Основные понятия: циклический алгоритм, цикл, тело цикла, условие цикла.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Ход урока:

Деятельность учителя	Деятельность учащихся
Орг. момент (1 мин.) Учитель приветствует учащихся, отмечает отсутствующих.
Актуализация знаний (4 мин.) – Перед тем, как мы приступим к изучению нового материала, вспомним, что мы изучали на прошлых уроках.Фронтальный опрос (позволяет увидеть владение материалом из предыдущих уроков):– Ребята, что из названного является алгоритмом: план перехода через проезжую часть дороги, сочинение, режим дня, расписание уроков, описание приготовления какого-либо напитка?	Дают ответ по поднятой руке. Алгоритмами могут быть план перехода через проезжую часть дороги, описание приготовления напитка.
– Какие алгоритмы мы изучили на прошлых уроках?	– Линейные и разветвляющиеся алгоритмы.
– Перечислите блоки, входящие в построение блок-схем линейного и разветвляющегося алгоритмов? Каково назначение блоков?	Два ученика выходят к интерактивной доске. Один перечисляет блоки, входящие в линейный алгоритм, второй – в разветвляющийся алгоритм. Вписывают в блоках назначения. Учащиеся с мест помогают, указывая на ошибки.
– А теперь, ребята, назовите структуру алгоритма, представленного на блок-схеме, и угадайте зашифрованную пословицу:	– «За двумя зайцами погонишься – ни одного не поймаешь» (ветвление, неполная форма).
	– «Болен – лечись, а здоров – берегись» (разветвляющийся алгоритм, полная форма ветвления).
Подготовка к изучению новой темы (3 мин.) Учитель ставит задачу: составить блок-схему алгоритма для поговорки «Семь раз отмерь, один раз отрежь».	Ученики составляют блок-схему решения данной задачи в тетрадях, один из учащихся записывает решение на доске.
– Мы видим, что блок-схема получится очень большая, с вложенными ветвлениями. Какие действия выполняются несколько раз подряд? – Сколько раз необходимо записать эти действия? – Так как согласно условию требуется применить одни и те же действия несколько раз, то для решения мало имеющихся у нас знаний. Поэтому необходимо пополнить знания, изучив новую конструкцию, которая называется «Цикл».	– вывод сообщения «Отмерь» и присваивание I:=I+1. – Семь раз.
Формирование новых знаний и умений (15 мин.) – Тема урока «Циклические алгоритмы».– Цель занятия – рассмотреть команду цикл, научиться составлять алгоритмы с командой цикл. Давайте начнем с определения.Алгоритм, который предусматривает многократное повторение одного и того же действия, называется циклическим. Последовательность многократно выполняемых команд называется телом цикла. – Любой цикл состоит из нескольких этапов: Подготовка цикла, в которую входят начальные присвоения; Тело цикла – команды повторения цикла; Условие – обязательная часть цикла. Цикл, как и любая другая алгоритмическая структура, может быть: записан на естественном языке; изображен в виде блок-схемы; записан на алгоритмическом языке; закодирован на языке программирования.	Записывают конспект в тетрадях (обозначено курсивом).
– Остановимся на графической форме представления алгоритма – блок-схеме. Вот как записывается цикл с постусловием на языке блок-схем:	Переносят блок-схему в тетрадь.
– Составим блок-схему к нашей задаче. Учитель составляет блок-схему на доске, обсуждая с учащимися блоки и команды, входящие в алгоритм.	Вместе с учителем составляют блок-схему в тетради.
– Цикл реализуется на языке Паскаль следующим образом: Repeat < оператор 1 >; < оператор 2 >; … < оператор n >; until <условие >	Записывают операторы языка программирования в тетрадь.
А теперь давайте составим программу, соответствующую нашему алгоритму (учитель составляет программу на компьютере, обсуждая ход ее составления с учащимися, демонстрирует результат ее работы): Program z1; var I:integer; begin I:=0 REPEAT writeln (‘отмерь’); I:=I+1; UNTIL I=7; writeln (‘отрежь’); readln end.	Записывают программу в тетрадь.
Учитель задает вопросы на проверку понимания программы: – Назовите команды, входящие в тело цикла в программе. – Какие действия будут выполняться при ложном условии? – До каких пор выполняется условие?	– I:=I+1 и writeln (‘отмерь’). – Если условие (I=7) ложно, вновь выполняется тело цикла. – Тело цикла выполняется до тех пор, пока условие не станет истинным.
Домашнее задание (3 мин.) – Откройте дневники, запишите задание. Прочитать конспект. Блок-схемой изобразить решение задачи, в которой требуется посчитать сумму чисел до первого введенного отрицательного числа.	Записывают в дневниках (выделено курсивом). Решение задачи может быть реализовано несколькими способами:
Формирование навыков и умений (17 мин.) На экране задача.Составить блок-схему алгоритма и программу для вывода стоимости товаров в чеке до первой суммы, превышающей 2000 рублей.Один учащийся выходит к доске, составляет блок-схему с помощью учителя и одноклассников.	Учащийся у доски составляет блок-схему, остальные записывают в тетрадь. Пример блок-схемы:
- А теперь вы сядете за компьютеры, самостоятельно составите программу и протестируете ее.	По готовой блок-схеме, записям к предыдущей задаче составляют программу и запускают ее на выполнение. Program z2; var s:real; begin REPEAT readln (‘S’); UNTIL S>2000; writeln (‘S’); readln end.
Подведение итогов (3 мин.) Итак, что нового вы узнали сегодня на уроке? В каких случаях необходимо применять циклическую конструкцию? Из каких этапов состоит цикл? Отметки за урок… Всем спасибо за работу.

Важной составляющей интеллектуального развития человека является алгоритмическое мышление. Уроки информатики обладают наибольшим потенциалом для формирования алгоритмического мышления учеников. Задачи на алгоритмизацию в большом количестве представлены в ГИА и 9 и 11 классов. Надеемся, что данная разработка окажется полезной учителям информатики.

Проанализируем результаты выполнения школьниками второй части экзамена по информатике и ИКТ. Анализ будем проводить на основе данных ГИА (ОГЭ) по информатике и ИКТ Смоленской области 2014 года. При рассмотрении заданий теста повышенного уровня сложности опишем отдельные подходы в их решении и выявим характерные ошибки, допускаемые школьниками на экзамене.

Итак, в седьмом тестовом задании проверялись умения учащихся расшифровывать закодированные сообщения. При этом предлагалось декодировать сообщение и указать, сколько оно содержало символов, найти однозначный вариант расшифровки или же просто записать вид расшифрованного сообщения. С данным тестовым заданием справились 24 из 29 учеников, что составляет 82,8% правильных ответов (рис. 1). Как правило, у большинства школьников задания подобного характера не вызывают особых затруднений. Задания на дешифровку сообщений интересны ученикам, однако при выполнении требуют внимательности и неторопливости, так возможно не заметить двойную трактовку текста сообщения.

Рисунок 1 – Результаты выполнения тестового задания №7

Восьмое задание теста содержит линейный алгоритм. Учащимся после выполнения алгоритма требуется определить значение одной из его переменных. В записи алгоритма используются арифметические операции и оператор присваивания. Относительная сложность задания заключается в том, что одни и те же переменные используются в записи выражений как слева, так и справа от оператора присваивания. В связи с этим учащимся не следует забывать, что необходимо в вычислениях использовать последнее значение переменной алгоритма. Также следует обратить внимание на порядок выполнения арифметических действий в записи выражений при отсутствии скобок. На данное тестовое задание дали верный ответ 25 из 29 учеников, что составляет 86,2% правильных ответов (рис. 2). Высокий процент правильных ответов объясняется достаточной простотой проверяемых математических навыков решения данного задания.

Рисунок 2 – Результаты выполнения тестового задания №8

В девятом тестовом задании учащимся предлагался текст программы, приведенный на трех языках программирования. Тексты программ равнозначны и могут быть выбраны для анализа в зависимости от изучения того или иного языка программирования по школьной программе информатики и ИКТ. В задании требуется определить значение переменной s, значение которой изменяется в цикле с параметром. При решении данной задачи следует обратить особое внимание на начальное значение переменной s, на диапазон изменения переменной цикла и на формулу вычисления очередного (текущего) значения переменной s. Эти три фактора помимо точности в математических расчетах влияют на верное решение поставленной задачи. С данным заданием, содержащим циклическую структуру, а не простой линейный алгоритм, уже справилось меньшее количество учащихся. Правильный ответ дали 20 из 29 учеников, что составляет 70% правильных ответов (рис. 3).

Рисунок 3 – Результаты выполнения тестового задания №9

Десятое тестовое задание также как и предыдущее тестовое задание включало проверку умений программировать на одном из языков – алгоритмическом языке, Бейсике или Паскале. Задание содержало описание одномерного числового массива, заполненного путем присваивания в программе целыми положительными значениям. В цикле программы предлагалась обработка данных одномерного массива. Например, вычислялось количество элементов массива, удовлетворяющих определенному условию, или находилось наибольшее значение в заданном массиве. После чего найденное значение выводилось на экран, его и требовалось определить в тестовом задании. В данном задании при выполнении цикла с параметром следовало проверить на каждом его витке условие и выполнить команду, если это условие являлось истинным. При этом следовало обращать пристальное внимание на знак сравнения в условном операторе (<, >, <=, >=). Несмотря на то, что запись алгоритма выглядит достаточно громоздко по сравнению с предыдущим заданием, правильно ответили на поставленный вопрос 21 из 29 учащихся, что составляет 72,4% правильных ответов (рис. 4).

Рисунок 4 – Результаты выполнения тестового задания №10

В одиннадцатом задании работы проверялось умение определять количество путей на графовой модели сети дорог между населенными пунктами. Требовалось найти количество маршрутов между двумя конечными городами пути. Несмотря на кажущуюся простоту решения задачи только 18 из 29 учеников дали верный ответ на тестовое задание, что составляет 62,1% правильных ответов (рис. 5). Это объясняется тем, что многие школьники решают эту задачу простым перебором вариантом и не учитывают один или несколько возможных путей. В тоже время, если у каждой вершины графовой модели приписать число, отражающее количество дорог в вершину как сумму дорог из входящих в нее вершин. При этом требуется принять условие, что в исходную вершину ведет одна единственная дорога. Такой вариант решения позволяет практически избежать неверного решения.

Рисунок 5 – Результаты выполнения тестового задания №11

В двенадцатом тестовом задании проверялось умение учащихся по представленному фрагменту базы данных выполнить условие запроса и найти количество записей удовлетворяющих ему. В формулировке запроса использовалось сложное логическое выражение составленное с помощью логической функции И либо ИЛИ. Части высказывания представляли собой условия, записанные при помощи операций сравнения >, < и =. Таким образом, требовалось определить истинность обоих частей сложного высказывания и на основании этого сделать вывод об истинности высказывания целиком. Ответом служило число записей таблицы, для которых сложное высказывание являлось истинным. С данным заданием справились 25 из 29 учащихся, что составляет 86,2% правильных ответов (рис. 6).

Рисунок 6 – Результаты выполнения тестового задания №12

Тринадцатое задание требует умения учащихся переводить числа из десятичной системы счисления в двоичную систему и обратно. Так, например, в одних тестовых заданий необходимо было перевести двоичное число в десятичное. В других – после перевода числа из десятичной записи в двоичный код следовало указать количество единиц в нем. С данным тестовым заданием справились 18 из 29 учеников, что составляет 62,1% правильных ответов (рис. 7).

Рисунок 7 – Результаты выполнения тестового задания №13

Следует отметить, что при изучении темы «Системы счисления» умения, которые проверяются в данном задании теста, являются базовыми. В связи с этим приходится констатировать тот факт, что неверный результат получался вследствие вычислительных ошибок при выполнении данного вида заданий. Также в ряде вариантов учащиеся указывали в ответе запись двоичного числа вместо количества единиц в нем. Таким образом, необходимо рекомендовать учителям больше времени на уроках отводить решению данного вида заданий, переводя такого рода умения вычислений в навыки.

В четырнадцатом тестовом задании необходимо в системе команд некоторого исполнителя составить алгоритм получения из одного числа другого. Команды выполнения действий над числами могут быть различными. От «прибавь 4», «умножь на 2», «вычесть 1» до «возведи в квадрат» или «приписать 2». В тоже время, несмотря на разнообразие исполнителей, а также систем команд для них, в разных вариантах, учащиеся в целом достаточно уверенно находят искомую последовательность команд для решения задачи. Так с данным тестовым заданием справились 25 из 29 учеников, что составляет 86,2% правильных ответов (рис. 8).

Рисунок 8 – Результаты выполнения тестового задания №14

В пятнадцатом тестовом задании приведена текстовая задача по теме «Передача информации в сети». Для его выполнения достаточно знать формулу расчета количества информации по известным данным скорости и времени передачи данных. Неизвестная величина в вариантах может быть различной. При этом также проверяется умение оперировать производными единицами измерения (байты, Килобайты). Как правило, данное задание не вызывает затруднений у школьников. Традиционно верно выполняют расчеты, а, следовательно, получают правильный ответ большинство учащихся. Так в этом году правильно решили задачу 21 из 29 учащихся, что составляет 72,4% правильных ответов (рис. 9).

Рисунок 9 – Результаты выполнения тестового задания №15

В шестнадцатом тестовом задании представлена система правил, по которым формируется некоторое числовое или буквенное выражение. Учащимся требуется определить, сколько из приведенных последовательностей соответствует набору правил, описанных в задании. Это задание одно из самых трудных во второй части теста. Учащиеся должны продемонстрировать умение анализировать данные, отбрасывая те варианты, которые не удовлетворяют одному или сразу нескольким положениям из системы правил. В случае работы с числовыми наборами для оставшихся последовательностей рекомендуется при наличии времени подобрать в целях проверки исходное десятичное число. С данным тестовым заданием справились лишь 16 из 29 учеников, что составляет 55,2% правильных ответов (рис. 10). Наряду с четвертым заданием первой части в этом году с этим заданием справилось наименьшее число учащихся.

Рисунок 10 – Результаты выполнения тестового задания №16

В семнадцатом тестовом задании учащимся предложено по имени файла с его расширением, имени сервера и протоколу доступа к файлу в сети Интернет записать полный путь к ресурсу и сопоставить его части последовательности букв, которые кодируют данный адрес. При этом необходимо помнить, что протокол отделяется от сервера знаком «://», а сервер от имени в свою очередь знаком «/». Сложность при выполнении задания заключается в том, что есть вероятность ввиду невнимательного прочтения задания перепутать имя файла и имя сервера (сначала указывают после протокола имя сервера, а затем собственно имя файла через соответствующие разделители). С этим тестовым заданием на этот раз справились 25 из 29 учеников, что составляет 86,2% правильных ответов (рис. 11).

Рисунок 11 – Результаты выполнения тестового задания №17

Восемнадцатое тестовое задание, заключительное во второй части, проверяет навыки учащихся оперировать данными поисковых запросов в сети Интернет. В запросах использованы логические операции И (&) и ИЛИ (│). По условию по каждому запросу было найдено разное количество страниц. Школьникам требуется расположить запросы в порядке возрастания (убывания) количества страниц, найденных поисковым сервером. Решение задания заключается в умении интерпретировать данные запросов в отношения между заданными множествами. Для решения задачи, как правило, используют диаграммы Эйлера-Вена. Например, в виде кругов изображают совокупность множеств задачи в виде их пересечений и объединений. Затем упорядочивают в соответствии с рисунком множества из запросов по возрастанию их площади. С данным тестовым заданием справились 21 из 29 учащихся, что составляет 72,4% правильных ответов (рис. 12). Неверный ход решения возможен ввиду незнания данного подхода для решения задачи. Также возможна путаница во множественных операциях. Так И (&) соответствует пересечение множеств, а ИЛИ (│) – их объединение. Неверное их сопоставление ведет при знании метода решения к неправильному ответу.

Рисунок 12 – Результаты выполнения тестового задания №18

В целом можно констатировать, что задания второй части ГИА по информатике и ИКТ учащиеся также выполняют достаточно уверенно. Задания 7, 8, 12, 14 и 17 верно выполняют более 80% школьников. Задания 9, 10, 15 и 18 – чуть более 70% школьников. Задания 11 и 13 – немногим более 60%. Самое трудное в этом году для учащихся задание 16 – 55% школьников (рис. 13). Таким образом, уровень выполнения тестовых заданий с кратким ответом достаточно высокий. В тоже время следует обратить внимание учителей информатики на необходимость усиления линии алгоритмизации, ее межтематических связях с линий информационных технологий и линией математической логики. В этом случае развитие алгоритмического и логического мышления школьников на уроках информатики и ИКТ будет способствовать более глубокому пониманию предмета.

Рисунок 13 – Результаты выполнения тестовых заданий части 2

Показатели качества знаний по отдельным вопросам второй части теста, как правило, имеют более низкие значения. В тоже время, тестовые задания второй части школьники, нацеленные на дальнейшее углубленное изучения предмета информатики, также как и задания первой базовой части, должны выполнять уверенно [2]. В профильной школе эти знания являются базовыми.

Анализируя тестовые задания второй части ГИА также нельзя не подчеркнуть связь предмета с математикой. Математические знания и умения превалируют в информатике, играют особую роль. Как показывают различные срезы знаний, подтверждают результаты ГИА (ОГЭ) в 9 классе, а в последующем и результаты ЕГЭ по информатике учащиеся со слабой математической подготовкой чаще не достигают высоких показателей на экзамене. Однако, это не единственные базисные точки информатики. Важно знать сущность дисциплинарных понятий и уметь применять теорию в практике решения прикладных задач в различных компьютерных средах. Компетентность в прикладных областях информатики играет такую же немаловажную роль, как и теоретические аспекты данной науки. Ввиду этого при изучении предмета учителю информатики необходимо постоянно демонстрировать, как применять знания теоретических положений в решении практических задач. Только при таком подходе школьники будут видеть приложение своих знаний, будут увлечены наукой, и демонстрировать высокие показатели на экзаменах.

Способствовать связи теории и практики приложения информатики будет использование в учебном процессе автоматизированных программных комплексов [3, 4, 5]. Они будут являть собой пример прикладных разработок на основе аппарата математического моделирования [6, 7], алгоритмизации процессов дидактической системы и реализации в среде программирования [8, 9]. В тоже время такие адаптивные программные комплексы будут обеспечивать в силу заложенных в них инвариантных алгоритмов изучение информатики оптимальным образом [10, 11, 12]. Таким образом, подобное применение программных сред будет носить мультипликативный характер, усиливая эффект от внедрения в учебный процесс прикладных программ. В конечном итоге это будет содействовать учителю в достижении стабильно высоких показателей успеваемости и качества знаний школьников по информатике.

Наряду с этим при обучении школьников в средней школе учителю необходимо помнить о личностном развитии учеников, подготавливать базу для их профессионального самоопределения с учетом индивидуальных запросов [13, 14]. Так наличие ряда основных дидактических линий базового курса информатики позволяет подготовить школьника, обладающего базовыми компетенциями компьютерной грамотности. Структура экзамена ГИА в 9 классе еще раз подчеркивает в соответствии с тематикой предмета эту характерную особенность курса информатики. Ряд тестовых заданий экзамена, таких как 8, 9, 10 и 14 контролируют знания в области алгоритмизации и программирования, 12 и 18 задания проверяют умения оперировать логическими операциями. Уверенное решение этих заданий говорит о возможности углубленной подготовки в области современного программирования [15]. В 7, 11, 13 и 15 заданиях школьники должны продемонстрировать навыки кодирования и расшифровки информации различного вида. Тестовые задания 11 и 16 связаны с проверкой знаний в области компьютерного математического моделирования. Правильное решение данных заданий свидетельствует о потенциале изучения прикладных информационно-коммуникационных технологий.

Возможно, школьник в дальнейшем выберет и иной профиль обучения не связанный с информатикой, но тенденции последних лет таковы, что XXI век – это век информационной мобильности. В связи с этим знания в области информатики жизненно необходимы каждому ученику. Это подтверждает и анализ участия школьников в различных предметных конкурсах по информатике, в которых участвуют учащиеся, как с профессиональными разработками, так и дети, которым средства информатики служат для решения их профессиональных задач в различных областях знаний [16]. Также уметь использовать подобные средства на своих уроках должен и любой школьный учитель, в особенности – учитель информатики [17]. В тоже время только систематическое применение цифровых образовательных ресурсов будет способствовать более эффективному обучению информатике, а, следовательно, и получению более высоких количественных результатов и качественно иных показателей [18, 19, 20].

Выполнение тестовых заданий каждого из направлений позволяет выявить особенности подготовки школьника. Проанализировав и сопоставив результаты экзамена с показателями обученности и обучаемости учащихся по информатике можно дать обоснованный вывод о необходимости их дальнейшего обучения на базовом уровне или рекомендовать профильное изучение предмета. При этом следует учитывать, что в обучении информатике целесообразно для получения более точной картины траектории обучения применять инновационные автоматизированные дидактические системы [21, 22]. Они не только обеспечат получение комплексной информации об обучении школьника, но и заинтересуют, как программные среды, учеников в сфере новых IT-технологий. Использование таких инновационных систем в профильной школе выступает инвариантным средством обучения информатике [23].

В тоже время изучение подобного рода программных комплексов будет актуально и с точки зрения использования заложенных в них инструментов систем тестирования [24, 25]. На сегодняшний день выбор таких автоматизированных информационных систем достаточно широк [26]. Большинство из них снабжены не только инструкцией работы в системе, но и методическими рекомендациями использования дидактических возможностей программного комплекса [27]. Ученики знакомятся с системой оценивания знаний тестовыми методами, изучая возможности таких комплексов [28, 29]. Это можно делать как собственно при контроле и мониторинге знаний и умений, так и осваивая навыки работы с моделирующими программами в теме «Компьютерное моделирование». Оба подхода дают положительный эффект при проведении экзамена в тестовой форме.

Итак, выполнение заданий второй части ГИА (ОГЭ) по информатике и ИКТ в 2014 году на примере данных по Смоленской области свидетельствует о достаточно прочных предметных знаниях учащихся проходивших тестирование. Хотя у некоторых школьников и есть определенные затруднения при решении отдельных тестовых заданий, в целом показатели общей подготовки, отраженные в успеваемости и качестве знаний, находятся на довольно высоком уровне. Подавляющее число учеников, сдававших экзамен по информатике, имеют выраженные склонности к изучению данной науки. В связи с этим подготовку данной группы школьников по информатике целесообразно продолжать в дальнейшем на профильном уровне. Однако необходимо учитывать и тот факт, что количество учащихся принявших участие в экзамене по информатике и ИКТ сравнительно с общим числом обучающихся в школе невелико. Это позволяет предположить, что базовую предметную подготовку школьников по информатике необходимо усиливать. Ученик XXI века должен свободно владеть информационно-коммуникационными технологиями. Обучение школьников информатике на базовом уровне в средней школе должно обеспечивать владение навыками компьютерной грамотности каждого в условиях всеобщей информатизации общества. В связи с этим, тенденции развития мирового сообщества предполагают наличие профессиональных компетенций в области компьютерных наук практически у любого квалифицированного специалиста. Таким образом, задача учителя информатики и ИКТ в школе заложить прочную фундаментальную основу знаний в области информационных технологий и ориентировать большее количество учеников на изучение предмета на профильном уровне в старшей школе, а затем и в средне-специальных и высших учебных заведениях.

Третья часть экзаменационной работы по информатике и ИКТ предполагает владение школьниками информационными технологиями и навыками программирования на высоком уровне [1]. В отличие от тестовых заданий первой и второй части ученики выполняют задания на компьютере. Результаты работы над заданием они должны сохранить в файле под именем, указанным организаторами экзамена. На бланке выполнения заданий части 3 следует указать имя данного файла.

В первом задании третьей части – девятнадцатое задание – ученикам предложено решить задачу в среде электронной таблицы. Для ответа на вопросы тестового задания школьнику необходимо использовать встроенные функции. Второе – двадцатое задание – проверяет знание учениками основ алгоритмизации и программирования. Оно представлено двумя вариантами заданий. Один из них представляет задачу для робота-исполнителя на бесконечной клеточной карте. В задаче требуется написать алгоритм перемещения по ней и закраски определенных клеток карты. Второй вариант – это задача программирования. Школьники могут запрограммировать ее решения в среде языка, который они изучали в школе. Как правило, таким языком программирования служит одна из версий языка Pascal или Basic.

Выбрать для решения необходимо только один из двух вариантов второй задачи части 3 экзамена по информатике и ИКТ. Данный файл, также как и файл предыдущего задания, сохраняется под указанным именем и в бланке записывается его имя. Следует обратить внимание учащихся, что необходимо решить только один из вариантов предложенной в последнем задании задачи. Экспертами будет проверяться решение той задачи, имя файла которого указано на бланке. Если файлов два, то проверяется тот, чье имя указано первым. В противном случае, если на бланке имена файлов отсутствуют, то проверяется тот из них, который записан на носитель первым по времени.

Охарактеризовав общие положения выполнения заданий третьей части ГИА (ОГЭ) по информатике и ИКТ перейдем к анализу методических особенностей их решения.

Итак, девятнадцатое тестовое задание выполнялось учащимися на компьютере. Школьникам был предложен файл, содержащий электронную таблицу. Таблица содержала текстовые и числовые данные. Требовалось по данным электронной таблицы ответить на два вопроса и занести ответ в указанные ячейки. Выполнение данного задания предполагало умение учащимися использовать для проведения вычислений формулы. Для ответа на первый вопрос задания необходимо было внести для каждой записи в один из столбцов таблицы логическую формулу ЕСЛИ, которая в случае истинности логического выражения возвращала значение 1, а в противном случае – 0. При записи логического выражения функции ЕСЛИ следовало указать простое или сложносоставное условие с использованием логических функций И либо ИЛИ. После этого оставалось в указанной ячейке вычислить сумму ячеек данного столбца. Другой способ решения задачи заключался в использовании функции СЧЕТЕСЛИ для объединения данных действий и получения ответа на поставленный вопрос. Эти способы не являются единственными верными действиями при решении тестового задания, возможны и другие варианты решения. Для ответа на второй вопрос задания также необходимо было использовать функцию ЕСЛИ с простым или сложносоставным условием, а затем рассчитать среднее значение среди удовлетворяющих запросу ячеек электронной таблицы. Особенность второй части тестового задания заключалась в том, что ответ на данный вопрос необходимо было записать с точностью не менее двух знаков после запятой. Это требовало умения учащихся форматировать данные в ячейке. А, именно, выбирать формат ячейки электронной таблицы и устанавливать параметры, отвечающие условию задания. С данным тестовым заданием полностью или частично справилось 14 из 29 учащихся, что составило 48,3% правильных ответов (рис. 1). При этом 3 ученика получили 1 балл, что составило 10,4% всех учеников, а 11 – 2 балла, что составило 37,9% всех учеников (см. рис. 2-3). Таким образом, не справились с тестовым заданием 15 из 29 учащихся, что составляет 51,7% от всех школьников сдававших экзамен.

Рисунок 1 – Результаты выполнения тестового задания №19

Данные результаты указывают на то, что при изучении темы «Электронные таблицы» в средней школе учащиеся получают навыки использования только лишь базовых математических функций и логических функций в простейших ситуациях. Применять функции из других категорий, например, как в данном тестовом задании категории статистических функций, многие учащиеся не умеют. А подбор средства решения задачи, что и определяет в конечном итоге высокий уровень владения материалом и нестандартные творческие навыки при решении поставленной задачи умеет далеко не каждый ученик. Использованию этих и более сложных средств и инструментов решения расчетных задач в среде электронных таблиц школьников обучают уже, как правило, в старших классах [2], где данной теме отведено большее время на изучение.

Вызывает определенные затруднения и разбиение задачи на ряд простейших подзадач. Как правило, подобному роду действий не учат школьников на уроках информатики массово. В связи с этим даже способные в области информатики учащиеся не могут в принципе решить стандартную задачу прикладной направленности, а именно такого рода задания как раз и будут встречаться в их дальнейшей профессиональной деятельности. Ввиду этого следует констатировать необходимость усиления направленности решения прикладных заданий на уроках информатики в школе.

Рисунок 2 – Результаты выполнения тестового задания №19

Рисунок 3 – Результаты выполнения тестового задания №19

Двадцатое тестовое задание также как и предыдущее заданий третьей части экзамена по информатике и ИКТ учащиеся выполняли за компьютером. На выбор школьникам было предъявлено два варианта тестового задания. Ученик должен был выбрать один из них и указать это в бланке решения. Тестовое задание проверяло навыки алгоритмической деятельности. Переносить запись алгоритма решения задачи на лист ответов было не обязательно. Можно было ограничиться файлом на компьютере.

Первый вариант тестового задания содержал описание системы команд исполнителя Робот. На бесконечной клеточной карте была задана совокупность пустых полей и стен разделяющих поля друг от друга. Учащимся требовалось написать алгоритм, при котором Робот закрашивал определенные в задании клетки на бесконечном поле. Начальное положение Робота было описано в задании, конечное положение после закрашивания клеток могло быть произвольным. При исполнении алгоритма Робот не должен был разрушиться, а выполнение алгоритма должно было завершиться.

Для решения поставленной задачи необходимо было уметь составлять алгоритмы, содержащие вложенные друг в друга алгоритмические конструкции. В записи алгоритма следовало использовать различные комбинации команды проверки условия и повторения последовательности команд для исполнителя. Запись условия могла быть как простой, так и составной. При этом допускалось использовать только те команды Робота, которые были описаны для исполнителя в условии задания.

Традиционной ошибкой было решение задачи для конкретной ситуации конечной карты, приведенной в условии. Такое решение считалось ошибочным. В отдельных случаях записи решения задачи, которые предлагали школьники, алгоритм не завершался либо Робот разбивался об одну из стен клеточной карты. Это также не позволяло поставить баллы за данное тестовое задание ученику. Для получения максимального количества баллов (2 балла) было необходимо, чтобы алгоритм для Робота правильно работал для всех допустимых исходных данных. Задание также могло быть оценено как решенное частично правильно, в результате чего был бы выставлен 1 балл. Подобная ситуация могла возникнуть, когда в результате выполнения алгоритма Робот не разбивался, останавливался, но было закрашено или не закрашено не более 10 лишних либо нужных клеток соответственно. Как правило такая ситуация возникала, когда ученики не закрашивали отдельно стоящую начальную или конечную клетки при исполнении алгоритма. По итогам экзамена за данное тестовое задание 1 балл получили 4 из 29 учащихся, что составило 13,8% от всех испытуемых. Два балла получило 5 учеников, что составило 17,2% от всех испытуемых (рис. 4-5).

Рисунок 4 – Результаты выполнения тестового задания №20

Рисунок 5 – Результаты выполнения тестового задания №20

Второй вариант тестового задания состоял в написании программы на любом языке программирования. Как правило, учащиеся пишут программу на языке Паскаль. Однако из всех учащихся, кто выбрал экзамен по информатике и ИКТ, лишь два ученика попытались решить поставленную задачу по программированию. Оба ученика не справились с данным вариантом последнего задания в тесте. Таким образом, независимо от выбора варианта последнего двадцатого тестового задания с ним справились 9 учеников, что составило 31% от всех испытуемых (рис. 6).

Рисунок 6 – Результаты выполнения тестового задания №20

Малое число учеников пытавшихся решить задачу по программированию объясняется тем, что данной тематике в рамках базового курса информатики и ИКТ уделяется очень незначительная часть времени. Уклон в изучении предмета делается на прикладные программы общего назначения. Тема «Алгоритмизация и программирование» в отличие от конца прошлого века изучается практически в ознакомительном порядке [3]. При этом в основном идет знакомство с основными алгоритмическими конструкциями (условный оператор и операторы циклов). Времени же на отработку навыков программирования при решении прикладных задач учебным планом практически не отведено. В связи с этим, как это демонстрируют первая и вторая части экзаменационного теста, и подтверждает третья, заключительная часть, задания по теме «Алгоритмизация и программирование» вызывают наибольшие затруднения у школьников [4, 5].

В тоже время задача, предъявленная на экзамене, требует организации простейшего цикла с предусловием или постусловием [6]. Внутри тела цикла следует указать условие отбора входных данных, описанное в задаче. При этом условие, как правило, является составным, то есть необходимо уметь оперировать логическими функциями And и Or. После цикла найденное значение нужно не забыть вывести на экран. Отсутствие команды вывода ответа в алгоритме считается ошибкой. В этом случае при правильном алгоритме программа ученика будет оценена только в 1 балл из 2 возможных баллов.

Итак, в третьей части экзаменационного теста по информатике и ИКТ за девятнадцатое тестовое задание получили баллы полностью или частично 14 учащихся, за двадцатое тестовое задание – 9 учащихся, что составило 48,3% и 31% соответственно (см. рис. 1, 6, 7, 8).

Рисунок 7 – Результаты выполнения тестовых заданий части 3

Рисунок 8 – Результаты выполнения тестовых заданий части 3

Данные анализа ярко демонстрируют тот факт, что заключительные задания теста ГИА (ОГЭ) по информатике и ИКТ одни из самых сложных задач на экзамене за курс средней школы. С одной стороны это вытекает и из логики составления тестовых заданий экзамена. Однако с другой стороны обратим внимание на то, что не все школьники делают попытки решить данные задачи. Это позволяет утверждать о поверхностной подготовке учеников при составлении плана решения практических заданий. Школьникам зачастую предлагается готовый алгоритм решения и требуется только реализовать его средствами изучаемой на данный момент технологии. Даже способные ученики теряются при постановке перед ними незнакомой задачи, хотя весь базовый объем знаний они имеют. Наложение этих двух факторов – недостаточности алгоритмической подготовки учащихся и нестандартного условия задачи – приводит к тому, что учащиеся плохо справляются с тестовыми заданиями третьей части ГИА по информатике и ИКТ.

В тоже время направление информационно-коммуникационных технологий школьникам более близко, чем область программирования. К заданиям в среде электронных таблиц ученики более привычны. На изучение основ работы в этой среде – решению различного рода расчетно-вычислительных задач – отведено и больше предметного времени. Умения оперировать данными электронной таблицы во многом можно отнести к базовым компетенциям, так как собственно таблица уже сформирована и остается внести в ее отдельные ячейки лишь числовые значения и расчетные формулы. В случае если ученику требуется разработать модель решения задачи, самому организовать распределение и ввод данных, задать расчетные формулы и отобразить наглядным образом полученный результат, то задача приобретает совсем иной характер. Она из разряда стандартных задач, решению которых обучены многие учащиеся, переходит в категорию сложных заданий. В таких заданиях требуется продемонстрировать все свои навыки логического мышления, алгоритмической деятельности, анализа и синтеза данных для решения задачи. В связи с этим, при изучении возможностей электронных таблиц учителю следует формировать у детей навыки выбора инструментов среды для отражения данных задачи и результатов ее решения.

Неуверенное же решение школьниками задачи по программированию экзамена по информатики и ИКТ отражает тот факт, что в рамках базового курса по предмету время отведено только на знакомство с этой темой. Выделены часы на изучение собственно алгоритмических конструкций и на их реализацию в среде одного из языков программирования. Но этих часов на полновесное изучение на высоком уровне сложности явно недостаточно. Обучение программированию в непрофильных классах старшей школы предусмотрено в таком же практически объеме, что в средней школе, как повторение материала. Учителям информатики предложен выход реализовывать обучение программированию за счет предпрофильного изучения предмета на элективных курсах, либо кружках, либо полноценно в классах профильной направленности старшей школы [7]. В тоже время выбрать сдавать информатику за базовый курс средней школы вправе каждый ученик.

Однако, и те учащиеся, кто дополнительно занимался программированием, не всегда могут выработать правильный алгоритм решения поставленной задачи либо допускают ошибки в его реализации в программной среде. Такая закономерность наблюдается в контексте того, что на первых этапах изучения особенностей программирования ученики средней школы не в полной мере ощущают его преимущества и потенциальные возможности при решении задач. Это происходит в силу того, что обучение ведется на несложных задачах для отработки приобретенных умений и закрепления полученных навыков алгоритмической деятельности. Учеников следует заинтересовать программистской деятельностью, продемонстрировать им различные области применения данного направления в информатике. Школьники за это время должны научиться применять свободно базовые алгоритмические конструкции языка программирования. Они должны уметь составлять вложенные друг в друга конструкции. Например, сложносоставные условия или условие внутри цикла. Только уверенное использование этих конструкций позволит решать более сложные задачи. В тоже время как показывает практика обучения программированию при дополнительных уроках по 1 часу в неделю необходимо не менее года систематических занятий. Наилучший результат среди учеников достигается в том случае, когда дополнительные занятия по информатике проводятся на протяжении двух лет в 8 и 9 классах средней школы с использованием возможностей автоматизированных программных комплексов для индивидуализации обучения [8, 9].

Эффективность обучения программированию, как на основных уроках, так и на дополнительных занятиях по информатике возрастает, если применять для организации учебного процесса подобные инновационные автоматизированные среды [10, 11]. Их использование также будет способствовать повышению интереса к предмету информатики как новейших разработок приложений информационных технологий [12, 13]. Формирование оптимальной траектории обучения позволит рационально организовать деятельность ученика [14, 15, 16]. Тем самым это позволит привлечь к углубленному изучению информатики большее количество учащихся из числа тех, кто уделяет основное время освоению математических дисциплин. А использование в качестве средств диагностики и контроля в таких автоматизированных средах методов тестирования даст необходимую школьнику тренировку для выполнения тестовых заданий ГИА (ОГЭ) [17, 18, 19].

В целом итоговые результаты выполнения тестовых заданий третьей части ГИА (ОГЭ) по информатике и ИКТ вполне закономерны. Девятнадцатое задание правильно выполняют около половины учащихся, двадцатое – около трети школьников. Анализ результатов показывает, что для выполнения этих заданий школьник должен иметь базовую подготовку не ниже среднего уровня, а для успешного решения задач не обойтись без дополнительных занятий. Школьники, сдававшие экзамен по информатике, – потенциальные ученики профильного направления предметного обучения. В тоже время в условиях века информационных технологий их количество необходимо увеличивать. В 2014 году сдавать экзамен по дополнительным предметам было необязательно, и, тем не менее, его сдавало 29 учащихся по Смоленской области. Это далеко не все ученики, кто заинтересован в углубленном изучении предмета. Таких учащихся, уже начиная с 8 класса школы, следует выявлять и профессионально ориентировать, вести специальную предпрофильную учебную работу. Только такой подход возможен для достижения высоких показателей качества обучения в целом и выявления одаренных школьников. Ввиду этого необходимо, учитывая методические рекомендации подготовки школьников по информатике, устранять пробелы в знаниях учеников и усиливать профильную направленность их обучения при решении прикладных задач стандартными средствами информационных технологий, а в области программирования особенно.

Подводя в целом итоги экзамена учащихся по информатике и ИКТ, следует отметить достаточно высокий уровень предметной подготовки школьников. Показатель качества знаний по информатике учеников Смоленской области в 2013-2014 учебном году составляет 75,9%. Однако, как показывает анализ выполнения заданий третьей части экзамена по информатике, есть определенные направления деятельности, которые требуют особого подхода в своем решении. Обучение алгоритмической деятельности не должно отходить на второй план [20]. Развитие алгоритмического мышления одна из важнейших задач всего школьного курса информатики. Без фундаментальной подготовки в области алгоритмизации, как показывают результаты ГИА (ОГЭ), решение заданий в области прикладных информационных технологий и по программированию становится для многих учеников сложной задачей. Таким образом, необходимо готовить учащихся не только с высоким уровнем компьютерной грамотности. Школьники XXI века информационных технологий должны быть именно компетентны в выборе программных средств решения прикладных задач с помощью компьютерных методов.

Информационные коммуникационные технологии в школе, это не только использование технических средств на уроках, но и новый подход к процессу обучения, включающий формы и методы преподавания, ориентированные на развитие интеллектуального потенциала обучаемого. ИКТ позволяют разрабатывать и применять новые средства информационного взаимодействия между учителем, учениками и средствами коммуникации, обогащают процесс обучения и позволяют сделать его более эффективным, вовлекая в процесс восприятия учебной информации большинство чувственных компонент учащегося.

По требованиям Федерального государственного образовательного стандарта, чтобы грамотно управлять качеством образовательного процесса, учитель должен обладать целым рядом профессиональных компетентностей, в том числе и информационно-коммуникационной компетентностью (ИКТ-компетентностью).

Анализируя профессиональный стандарт педагога [1] можно сказать, что ИКТ-компетентность является одной из основных компетентностей будущего учителя и рассматривается, как комплексное умение самостоятельно искать, отбирать, анализировать, организовывать, представлять, передавать нужную информацию учащимся; моделировать и проектировать объекты и процессы, реализовывать учебные проекты, в том числе в сфере индивидуальной и групповой деятельности с использованием средств ИКТ.

ИКТ-компетентность учителя (в данной статье – бакалавра направления подготовки «Педагогическое образование») можно рассматривать как совокупность когнитивно-деятельностного и личностного компонентов [2].

Когнитивно-деятельностный компонент состоит из набора общепользовательских, базовых, инструментальных информационно-коммуникационных компетенций, которые формируются в процессе обучения информатике в вузе. Данные компетенции выражаются в понимании студентами сущности и значения информации в образовательной сфере; владении основными способами работы в локальной и/или сетевой среде для обеспечения информацией своей деятельности и деятельности учеников; применении программных продуктов для создания дидактических, мультимедийных материалов.

Личностный компонент ИКТ-компетентности будущих учителей рассматривается как совокупность ценностно-мотивационной и рефлексивно-проектировочной составляющих, которые включают ценностные установки и ориентации на использование возможностей информационных коммуникационных технологий для оптимизации своей профессиональной деятельности, мотивацию применения ее элементов для создания информационного продукта, рефлексию собственной деятельности, активизацию волевых усилий, направленных на преодоление трудностей в профессиональной деятельности, связанных с использованием ИКТ. Личностный компонент во многом определяет успешность профессиональной деятельности учителя.

Необходимым условием формирования ИТК-компетентности будущего учителя является приобретение положительного опыта деятельности с информационными технологиями, которое начинается у студентов в вузе и продолжается в дальнейшем при осуществлении профессиональной деятельности.

ИКТ-компетентность будущего учителя пронизывает все виды его профессиональной деятельности и носит надпредметный, общеучебный, общеинтеллектуальный характер.

Обучение информатике, направленное на формирование ИКТ-компетентности бакалавров направления подготовки «Педагогическое образование» целесообразно разделить на два этапа: базовый и предметно-ориентированный.

Формирование ИКТ-компетентности будущих учителей начинается на базовом этапе обучения информатике и предполагает формирование практических умений планировать, организовывать свою деятельность с помощью различного программного обеспечения. На этом этапе начинают формироваться общепользовательские, базовые, инструментальные информационно-коммуникационные компетенции когнитивного компонента ИКТ-компетентности.

Базовый этап формирования ИКТ-компетентности направлен на изучение программных комплексов, используя которые будущий педагог в образовательном процессе будет заниматься ведением различной документации, так как педагогу часто приходится сталкиваться с созданием различных текстовых документов: учебно-методические комплексы, конспекты уроков, консультации, отчеты, грамоты, благодарственные письма, буклеты, памятки для родительских собраний и пр.

Использование в текстовых документах сложных интерактивных механизмов (ссылок, гиперссылок, указателей, закладок, оглавления, списков литературы) позволяет учителю эффективно организовывать свою работу с документами большой сложности. Создавая и используя текстовые и графические шаблоны, применяя электронные таблицы с функциями, ускоряющими производительность труда, учитель освобождает себя от каждодневной рутинной работы и больше времени отводит на подготовку к урокам.

Предметно-ориентированный этап направлен на разработку информационных продуктов, образовательных проектов в соответствии с требованиями к содержанию того или иного учебного предмета (создание наглядных пособий, цифровых образовательных ресурсов, систем, контролирующих знания). На этом этапе продолжают формироваться компетенции когнитивного компонента ИКТ-компетентности и формируются составляющие ее личностного компонента.

Предметно-ориентированный этап формирования ИКТ-компетентности направлен на создание информационных продуктов, которые будущие учителя смогут использовать во время практики в школе. Информационные продукты, используемые учителями в процессе обучения, условно разделим на два направления: дидактические печатные материалы, электронные учебные пособия. Рассмотрим данные направления более подробно.

Создание наглядных средств. Наглядность обучения является существенным фактором, влияющим на характер‏ усвоения учебного материала, поэтому многие учителя, используя средства ИКТ, создают собственные иллюстративные материалы, повышающие дидактические возможности урока.

К средствам наглядности, активизирующим учебную и познавательную деятельность учащихся можно отнести различные дидактические материалы.

1. Карточки (с заданиями, таблицами, кроссвордами, ребусами, графиками, структурно-логическими схемами и пр.) часто используются в качестве средства снятия умственной нагрузки для активизации учебной и познавательной деятельности учащихся, создания положительного эмоционального фона. Эти материалы применяются при закреплении материала, так как они позволяют вспомнить какое-либо понятие или процесс.

Дидактические карточки, созданные и подобранные учителем по различным темам, помогают учащимся легче воспринимать изучаемый материал, а учителю – проверить результат. Подобные материалы можно создать в программах MS Word, Corel Draw, Adobe Photoshop и др.

2. Используя растровые и векторные графические редакторы, будущие учителя могут создать плакаты или серию плакатов по своей дисциплине. Плакаты используются как при изучении нового материала, так и для повторения, закрепления пройденного.

Создание электронных образовательных ресурсов (презентаций, электронных учебников, сайтов, блогов). В последнее время учителя все чаще используют в образовательной деятельности электронные учебники, презентации, так как интерактивная подача материала повышает уровень восприятия темы, помогает ученику получать навыки самостоятельной работы.

В процессе обучения информатике в вузе будущие учителя создают интерактивные мультимедийные презентации, которые основаны на использовании гиперссылок и управляемых кнопок. В отличие от линейной интерактивная презентация может состоять из одного или нескольких слайдов, в зависимости от поставленной на уроке дидактической задачи. Интерактивные мультимедийные презентации позволяют удобно и эффектно представлять информацию. Они сочетает в себе динамику, звук и изображения, то есть те факторы, которые наиболее долго удерживают внимание учащихся.

Большое значение на предметно-ориентированном этапе формирования ИКТ-компетентности уделяется основам Web-дизайна и технологии создания блогов, сайтов. Создавая свой сайт, будущие учителя в процессе обучения в вузе заполняют его созданными образовательными материалами (карточками, электронными учебниками, презентациями, тестами и пр.) и в дальнейшем могут представить его работодателю как свое электронное портфолио.

Таким образом, формирование ИКТ-компетентности будущих учителей – это непрерывный процесс, берущий начало в школьном курсе информатики, продолжающийся развиваться при обучении в вузе, и не прекращающийся, а, наоборот, совершенствующийся в ходе становления профессионального мастерства специалиста за счет повышения квалификации и самообразования. Процесс обучения информатике в вузе, построенный в два этапа, обеспечивает формирование у бакалавров направления подготовки «Педагогическое образование» ИКТ-компетентности как обязательного компонента профессиональной деятельности учителя.

Дисциплина «Информационные технологии в образовании» для бакалавров входит в состав базового блока математического и естественнонаучного цикла дисциплин.

Студент, изучающий дисциплину должен:

• понимать значения изучаемых информационных понятий, основополагающих принципов и закономерностей;

• создавать простые информационные объекты (текстовые, графические, табличные и т.д), оперировать ими, оценивать параметры информационных объектов и процессов, практически применять полученные знания, осуществлять самостоятельный поиск учебной и иной информации.

Освоение дисциплины обеспечивает информационную поддержку дисциплин профессионального цикла ФГОС, выполнения дипломных и курсовых работ, написания рефератов.

Цель освоения дисциплины:

сформировать у будущих учителей систему знаний, умений и навыков в области  информационных и коммуникационных технологий, составляющие основу формирования компетентности специалиста по применению информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) в учебном процессе.

Задачи дисциплины:

1. освоение основных методов, средств современных информационных технологий, применяемых в научно-исследовательской, образовательной, практической деятельности;
2. обучение манипулированию информационными данными на основе современных программных продуктов. В том числе поиску, сортировке, структуризации и публикации данных;
3. раскрытие организационных процедур, содержания и последовательности этапов информационного поиска в учебном процессе; формирование навыков использования научно-образовательных ресурсов Интернет в профессиональной деятельности на практике;
4. формирование навыков самостоятельной работы с современными информационными технологиями

Дисциплина должна формировать следующие компетенции [3]:

1. способность использовать основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, готовность работать с компьютером как средством управления информацией (ОК-8);
2. способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-9);
3. применять современные методики и технологии, в том числе и информационные, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса на конкретной образовательной ступени конкретного образовательного учреждения (ПК-2);).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:

− основные направления и тенденции развития новых образовательных технологий;

− приемы и методы использования средств ИТ в различных видах и формах учебной

деятельности;

−  различные инновационные дидактические подходы;

уметь: выбирать эффективные методические приемы, технические и информационные  средства для достижения цели учебного курса;

− использовать средства ИТ в образовательных целях;

− осуществлять поиск информации образовательного назначения (электронных  учебников, тестов) в сети Интернет.

владеть:

навыками разработки учебно-методических материалов с помощью средств ИТ; − методами отбора учебного и контролирующего материала.

Тем не менее, по большинству школьных предметов учащиеся воспользовались своим правом сдачи экзаменов по желанию. Это объяснимо тем, что обучение в старшей школе профильное. В связи с этим результаты экзаменационной работы позволяют объективно судить о готовности ученика к обучению в старшем классе по выбранному им профильному направлению [1].

Экзамен по информатике и ИКТ в 9 классе лежит в компетенции выбора ученика. Школьники выбирают данное испытание по желанию. В 2014 году в Смоленской области данный экзамен, несмотря на отсутствие прямой необходимости, выбрало 29 учащихся. Число школьников по сравнению с 2013 (44 ученика) уменьшилось в 1,5 раза. Хотя учащиеся вообще могли не сдавать дополнительные экзамены. Это свидетельствует об устойчивом интересе к предмету, заинтересованности к изучению его в дальнейшем, как в старших классах школы, так и затем в вузах профильной направленности.

Охват тем на экзамене по информатике и ИКТ в 9 классе повторяет тематику ЕГЭ по предмету в 11 классе. В связи с этим залог успешности при итоговой аттестации после обучения в старших классах закладывается во многом уже в средней школе. Тематика охватывает знания учащихся по кодированию информации, системам счисления, основам логики, математическому моделированию, алгоритмизации и программированию, информационным технологиям работы с электронными таблицами, базами данных и в сети Интернет. Ввиду этого более прочному усвоению базовых знаний по информатике в 8-9 классах будет способствовать использование цифровых образовательных ресурсов. Мультимедийные образовательные ресурсы целесообразно систематически применять как во время уроков [2, 3] так и во внеучебное время [4, 5], а также использовать в качестве дополнительных материалов для самостоятельного изучения школьниками [6, 7].

Наибольшее затруднение в первой части вызвало задание №4, а во второй части – задание №16. С этими тестовыми заданиями справились лишь 55% школьников. По остальным заданиям первых двух частей процент неверно выполненных заданий колеблется от 14% до 38% [8, 9].

Четвертое тестовое задание направлено на проверку умения определять полное имя файла после манипуляций с файловой системой. Действия над файлом могут быть связаны с его переименованием, перемещением или копированием в новое место. При этом могут быть созданы или удалены отдельные каталоги файловой системы. Затруднения школьников вызваны тем, что при навигации по файловой системе они обращают внимание, как правило, на краткое имя файла. Ученики не сопоставляют переходы вверх и вниз по каталогам системы с изменением пути доступа к файлу, а, следовательно, и его полного имени. В связи с этим следует рекомендовать учителям при изучении файловой системы компьютера обратить внимание на данную статистику. Методически будет верным наряду с изучением навигации в системе окон проводника продемонстрировать возможности других файловых менеджеров. Научить находить файлы в иерархической системе каталогов компьютера с помощью сервиса поиска файлов. Уточнять при поиске параметры файлов от общих характеристик к частным характеристикам. Обращать внимание на то, что файлы с одинаковым кратким именем, находящиеся в различных местах файловой системы, будут иметь разное полное имя.

Шестнадцатое тестовое задание проверяет умение кодировать и декодировать полученную информацию. В задании определяется система правил кодировки данных и требуется выяснить, какие из них могут, а какие не могут быть получены при ее работе. Анализ данных предполагает сопоставление всякого числового или буквенного или вообще символьного выражения каждому из правил системы. Только таким образом можно ответить на вопрос, поставленный в тестовом задании. Ошибки возникают, как правило, по одной из двух причин. При применении правил какое-либо из них не проверяется или проверяется неправильно. Неочевидная ошибка связана с форматом входных данных, на что школьники могут не обратить пристального внимания, а в такой форме они не будут обработаны в принципе. В связи с этим учителям при решении задач подобного характера следует сконцентрировать внимание школьников именно на этих двух фактах.

Остальные тестовые задания первой и второй части ГИА по информатике и ИКТ школьники выполняют в целом традиционно неплохо. Однако хотелось бы обратить внимание на темы «Основы логики» и «Алгоритмизация и программирование». Задания по этим темам включены естественным образом в тематику ЕГЭ по информатике, но в отличие от заданий 9 класса они требуют высокой базовой подготовки, и не все ученики выполняют их правильно. Поэтому в контексте профильного обучения в старшей школе необходимо усилить подготовку учащихся по данным дидактическим линиям [10, 11, 12].

Так по теме «Основы логики» школьники должны уверенно определять истинность сложносоставных высказываний. Уметь оперировать логическими функциями НЕ, И, ИЛИ. Учащиеся также должны уметь интерпретировать значения данных функций на множественные отношения на плоскости. Уметь выяснять соотношение между запросами с логическими операциями к поисковому серверу в сети Интернет. Указанные умения необходимы при выполнении подобного рода и более сложных на их основе заданий при обучении информатике в профильных классах старшей школы.

По теме «Алгоритмизация и программирование» следует постоянно демонстрировать ученикам неразрывность этих направлений в современном понимании сути предмета. Ученики должны не только знать основные алгоритмические конструкции, но и конструировать на их основе алгоритмы решения поставленных задач. Школьнику необходимо привить осознанный выбор конструкции, применения их последовательности или композиции, в соответствии с начальными условиями задачи и требуемым результатом. Ученик должен уметь реализовывать средствами изучаемого языка программирования составленный им алгоритм.

Обратить внимание также следует на умение выполнять трассировку алгоритма при заданных в условии задачи значениях исходных величин. Алгоритмы, представленные на экзамене по информатике в 9 классе, являются фундаментальными. Они реализуют базовые алгоритмические конструкции ветвления или цикла. В отдельных случаях внутри цикла может присутствовать оператор ветвления. В 11 классе на профильном экзамене по информатике вариации данных конструкций могут быть более сложными. В связи с этим необходимо прививать ученикам структурное написание программ на языке. Учащихся надо научить видеть, где заканчивается одна конструкция и начинается другая, где одна из конструкций является составной частью другой конструкции. Только обучение в соответствии с данными принципами будет способствовать глубокому пониманию алгоритмизации и применению полученных знаний и умений в программировании задач на компьютере.

В отличие от тестовых заданий первой и второй частей задачи третьей части высокого уровня сложности учащиеся 9 классов выполняют хуже. В третьей части всего два задания. Они оцениваются в 0, 1 или 2 балла. Правильно или частично правильно эти задания выполнили 48% и 31% соответственно [13]. Данный факт свидетельствует о том, что подобные задачи школьники хоть и решают, но с большими затруднениями. На уроках в средней школе такие и подобного характера задания встречаются достаточно редко. Данные задания предлагаются, как правило, не классу целиком, а лишь некоторым способным ученикам индивидуально. Ввиду недостаточности учебного времени на уроках информатики это возможно и оправдано, например, при использовании автоматизированных программных сред [14, 15]. Если есть дополнительные факультативные или иной формы занятия, то решение таких задач выносится на них.

В связи с этим учителю как один из возможных выходов по разрешению данной ситуации следует рекомендовать использовать инновационные формы учебной работы [16, 17]. В таком случае каждый ученик будет работать в соответствии с индивидуальными задачами своей учебной деятельности. Так, например, можно внедрять в образовательный процесс концепцию реализации оптимальной траектории обучения [18]. Технологий работы в рамках данной концептуальной основы несколько. Учителю же информатики особенно стоит воспользоваться автоматизированными программными комплексами с применением тестовых методов оценки результатов и диагностики обучения [19, 20]. Это высвободит дополнительное время для более глубокого изучения предмета информатики в средней школе на базовом уровне [21, 22].

Девятнадцатое тестовое задание проверяет с одной стороны умение выработать алгоритм решения вычислительной задачи математического моделирования в среде электронной таблицы. Для решения необходимо использовать сложную математическую функцию СЧЕТЕСЛИ или разбить алгоритм на два шага. На первом из них с помощью функции ЕСЛИ найти ячейки, удовлетворяющие вопросу задачи, и записать, например, в ячейки одного из соседних столбцов единицу, в противном случае ноль. Затем с помощью функции СУММА найти количество ячеек, отвечающих на вопрос задачи, и в нужную ячейку записать найденный ответ.

Решение этой задачи сложно тем, что необходимо применить комбинированные умения. Школьнику требуется составить алгоритм решения, подобрать подходящий инструментарий, в данном случае функции в электронных таблицах, и только потом пробовать его реализовать. Такого рода умениями обладают школьники с высокой средней общепредметной подготовкой и хорошим знанием предметной области информатики. В связи с этим ученикам следует систематически предлагать подобного рода задачи при изучении различной тематики учебного предмета [23]. Ученик должен уметь выбирать из множества знаний те, что помогут ему решить конкретную практическую задачу.

Двадцатое тестовое задание также направлено на умение демонстрировать навыки алгоритмической деятельности. При его решении данная связь и вовсе очевидна. Требуется написать алгоритм для робота на бесконечной клеточной карте или программу в одном из языков программирования, где количество введенных данных заранее неизвестно. Решение и в первом и во втором случае предполагает использование цикла с условием, внутри которого с помощью конструкции ветвления выполняются действия заданные в условии задачи. Например, закрашивание определенных клеток карты для робота. Или нахождение количества или суммы чисел последовательности обладающих определенным свойством.

Данная задача сложна тем, что сначала надо представить абстрактный алгоритм, выполнение которого не зависит от количества повторений. Алгоритм должен правильно работать для любого возможного числа данных задачи. С такими задачами школьники на уроках также сталкиваются достаточно редко. В силу же специфики области программирования, изучение которой зачастую выносится на дополнительные занятия или откладывается до старших классов школы, учащиеся, не имеющие навыка решения, не справляются с данным заданием или решают его частично для ограниченного числа входных данных. Ввиду этого учителям информатики в контексте общей алгоритмической подготовки требуется изначально научить вырабатывать возможные пути решения, определять правильный из вариантов, затем реализовать его практически в языке программирования, параллельно оптимизируя найденный алгоритм решения задачи.

Подводя в целом итоги ГИА (ОГЭ) учащихся по информатике и ИКТ, следует отметить достаточно высокий уровень предметной подготовки школьников. Показатель качества знаний по информатике учеников Смоленской области в 2013-2014 учебном году составляет 75,9%.

В соответствии с критериями оценивания 8 учеников по итогам экзамена получили отметку «5» (27,6% всех учащихся), 14 – «4» (48,3% всех учащихся), 6 – «3» (20,7% всех учащихся) и только один ученик не справился с экзаменом (3,4% всех учащихся). Итоговые результаты представлены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1 – Итоговые результаты выполнения тестовых заданий ГИА по информатике и ИКТ

Рисунок 2 – Итоговые результаты выполнения тестовых заданий ГИА по информатике и ИКТ

При этом следует подчеркнуть, что два ученика выполнили верно все задания теста (100% правильных ответов), а четверо учащихся допустили не более двух ошибок в тесте (90% и более правильных ответов). В среднем учащиеся набирали за тест 14,8 «сырых» балла, что составляло 67% правильно выполненных тестовых заданий (рис. 3-4).

Рисунок 3 – Итоговые результаты выполнения тестовых заданий ГИА по информатике и ИКТ

Рисунок 4 – Итоговые результаты выполнения тестовых заданий ГИА по информатике и ИКТ

Таким образом, можно сделать вывод о том, что учащиеся средней школы осознанно выбирают экзамен по информатике и ИКТ. Школьники достаточно уверенно выполняют тестовые задания, о чем свидетельствует высокий процент (75,9%) учащихся получивших на экзамене отметки «4» и «5». Это подтверждает в целом эффективность организации процесса обучения информатике, что позволяет получать ученикам фундаментальную подготовку в данной предметной области.

В тоже время век информационно-коммуникационных технологий предъявляет все более высокие требования к подготовке учащихся по информатике [24]. Развитие диктует обязательное владение базовыми навыками работы с компьютером каждым учеником, спектр которых постоянно расширяется и переходит из области профильных знаний в инвариант предметной области. Ввиду этого учителям необходимо учесть отдельные пробелы в подготовке учащихся, кто в будущем выбирает информатику как область специализации в профильном обучении старшей школы, и прилагать усилия для повышения компьютерной грамотности всех учащихся школы.

Рассмотрим пример проведения одного занятия по Word, где изучаются вопросы подготовки формализованных документов, регламентирующих повседневную деятельность войск [1].

Учебные цели занятия:

–           изучить способы вычисления в Word c использованием таблиц и закладок;

–           закрепить навыки создания и форматирования таблиц, текста;

–           исследовать возможности текстового редактора по оформлению документов.

После изучения или повторения теоретических сведений, важных для данного занятия (вычисления в таблицах, встроенные функции, обновление результатов расчётов по формулам, блокировка и разблокировка формулы, использование ссылок и закладок в формулах и тексте), обучаемые выполняют основное задание и, при наличии времени, дополнительные.

Задание 1. Средствами Word подготовить документ – Заявку на выдачу боеприпасов для проведения стрельб. Документ должен точно соответствовать образцу. Данные в ячейках, выделенных цветом, вычисляемые, обновляются в зависимости от других данных. Расчет-обоснование  потребности боеприпасов на стрельбы заполняется, используя таблицу расхода боеприпасов на упражнения (таблица 1). Файл сохранить в месте, указанном преподавателем, назвав своей фамилией.

Таблица 1 – Расход боеприпасов на упражнения

Таблицы создаются в Word, там же выполняются вычисления.

Содержимое столбца «Заявляется к отпуску, шт.» вычисляется в последнюю очередь суммированием данных столбца «Общая потребность боеприпасов, шт.», отдельно для патронов 9×18-мм и для 5,45-мм патронов.

Для получения результатов в столбце «Общая потребность боеприпасов, шт.» использовать формулы.

Например, для 1 УПС ССС из ПМ формула будет выглядеть так: {=6*2*D2}. Фигурные скобки вручную не вводить, использовать вставку поля, нажав Ctrl F9. Чтобы увидеть результат вычислений, нажать F9 или в контекстном меню выбрать Обновить поле.

Содержимое столбца «Заявляется к отпуску, шт.» разделено на два отдельных столбца, в первом – числа, во втором – они же, написанные текстом. Граница между столбцами белого цвета

Чтобы вычислить необходимое количество пистолетных боеприпасов, на соответствующие результаты столбца  «Общая потребность боеприпасов, шт.» установить закладки, аналогично вставить закладки на результаты про боеприпасы к автомату. При составлении документа использовать шрифты: Arial, 10 и Times New Roman, 12.

 Заявка

на выдачу боеприпасов для проведения стрельб

Для проведения практических стрельб с личным составом сборной команды училища по скоростной специальной стрельбе по выполнению 15, 17, 24, 38, 42-45 УПС по ССС, 1 УУС из АК74М; 1, 2, 3, УПС по ССС из ПМ;  1УУС из ПМ, ПЯ в соответствии с приказом по училищу № 458 от «09» апреля 2014 года прошу отпустить “___” апреля 2014 года  старшему лейтенанту Петрову Ю.В. следующее количество боеприпасов.

 Расчёт-обоснование

потребности боеприпасов на стрельбы

Старший преподаватель кафедры В и С

подполковник                             А. Иванов

(должность, воинское звание, подпись, фамилия)

Дополнительные задания

Задания выполняются, если у обучаемого уже оформлен отчёт по теоретической части работы.

Задание 2. Выполнить вычисления в таблице, вычислив средний балл для каждой группы, каждой дисциплины, количество сдававших, количество оценок «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», «неудовлетворительно», сколько человек не явились (для каждой дисциплины).

Задание 3. Таблицу пронумеровать, над ней написать «Сведения об успеваемости курсантов факультета СпН за учебный год представлены в таблице 1».

Номер таблицы и ссылка на него должны допускать возможность автоматического обновления.

Таблица 1 – Сведения  об успеваемости курсантов факультета СпН за  учебный год

Заключение

Использование заданий практической направленности на занятиях по информатике позволяет повысить учебную активность курсантов, мотивировать их к самостоятельному освоению рациональных способов работы в приложениях Office для более эффективного использования полученных знаний в практической деятельности будущего офицера.

Основным принципом, положенным в основу построения практики, является принцип постоянно возрастающей самостоятельности студентов в подготовке и проведении уроков, а также внеклассных мероприятий по информатике. Это дает возможность студентам продемонстрировать в реальных условиях приобретенные на вузовской скамье навыки профессиональной деятельности [1].

Предварительная подготовка студентов к педагогической практике по информатике предполагает ознакомление с Обязательным минимумом содержания образования по курсу школьной информатики, изучение содержания школьных учебников по информатике для соответствующих классов, ознакомление с методической литературой и программными средствами в поддержку школьного курса информатики.

В соответствии с учебным планом направления подготовки «Педагогическое образование» педагогическая практика по информатике предусмотрена на 5 курсе профилей «Математика и информатика» и «Физика и информатика». Педагогическая практика длится семь календарных недель и занимает одну из четвертей первого учебного полугодия.

В первую неделю студенты знакомятся с классом и школой-базой практики, изучают программы, учебники, программное обеспечение, методический материал, используемый учителем-предметником, посещают и анализируют уроки учителя информатики, составляют календарно-тематическое планирование учебно-воспитательной работы.

Следующие шесть недель студенты активно погружаются в профессиональную среду: разрабатывают и проводят уроки и внеклассные мероприятия по информатике, посещают и анализируют уроки информатики, проводимые учителем-предметником и другими студентами-практикантами, проводят самоанализ собственной педагогической деятельности.

Одним из основных практических умений студента-практиканта, которое он должен продемонстрировать в рамках практики, является умение строить свою работу на основе четкого предварительного и непосредственного планирования учебно-воспитательной деятельности. При этом предварительное планирование связано с построением системы уроков по преподаваемому предмету (построение тематического планирования), а непосредственное – с разработкой конспекта предстоящего урока.

Предварительное планирование рекомендуется составлять совместно с закрепленным за студентом учителем-предметником с опорой на учебную программу по информатике и годовые тематические планы учителя. При этом к обязательным компонентам темплана отнесем  указание названия тем; общей дидактической цели системы уроков по каждой теме; названия уроков; их типов; общих методов обучения; оборудования, программного обеспечения; основных источников информации для учителя и ученика.

Разработка конспекта предстоящего урока (непосредственное планирование) связана с определением целей урока, основного дидактического аппарата (содержания, средств, методов обучения) и структуры урока. Основные умения, которые должны на этом этапе продемонстрировать практиканты – это умения фиксировать строение урока и детализировать каждый из его элементов. Схема конспекта включает в себя  указание даты, типа, темы урока; целеполагание; перечень наглядных материалов, необходимого программного и технического обеспечения; фиксирование плана урока с указанием приблизительной продолжительности каждого его этапа; описание хода урока. Подобное планирование учебного материала раскрывает перспективы деятельности, создает представление о расстановке смысловых акцентов и способствует нормализации нагрузки учащихся [2].

Проделанная работа по конструированию предстоящих уроков развивает у студентов умения планирования педагогической деятельности, отбора содержания учебного материала, методов и средств обучения. Непосредственное проведение уроков демонстрируют умения передавать учебную информацию, формировать у учеников предметные знания, активизировать, развивать и управлять познавательной деятельностью учащихся, обеспечивать внимание, осмысление и запоминание учебного материала, использовать разнообразные формы и методы обучения, устанавливать деловые взаимоотношения между участниками образовательного процесса, объективно оценивать ответы учеников.

Помимо конструирования и проведения уроков информатики к важным умениям в овладении педагогическим мастерством отнесем также

•  умение анализировать свою и чужую деятельность по конструированию урока (сопоставляя выдвинутые образовательные, воспитательные, развивающие и практические цели  и достигнутые результаты, студенты учатся выявлять  методы и приемы организации деятельности учителя и учащихся на уроке);
• подготовку и проведение внеклассного мероприятия по информатике (к наиболее значимыми требованиям к внеклассному мероприятию по информатике отнесем: его целенаправленность, содержательность, рациональное построение и обоснованный выбор средств, методов и приемов обучения и воспитания) [2].

Предварительное оценивание педагогической деятельности студента-практиканта осуществляет закрепленный за ним учитель-предметник с учетом уровня сформированности профессионально-педагогических умений практиканта и отношения студента к практике. Эта оценка может быть изменена  или утверждена факультетским руководителем после анализа сданной отчетной документации.

Основными факторами для построения личностного развития учащегося становятся умение ориентироваться в большом объеме информации и способностью принимать правильные решения на основании данных полученных раннее. В настоящее время перед системой образования  стоит задача: сформировать и развить мобильную личность, активно самореализующуюся в обществе и способную к обучению на протяжении всей жизни. Однако данный факт корректирует задачи и условия образовательного процесса, в основе которого лежит идеи развития личности школьника.

Аналогичные задачи стоят и перед коррекционными образовательными организациями. Федеральные государственные стандарты для детей, обучающихся с интеллектуальными нарушениями и ограниченными возможностями здоровья, были зарегистрированы в соответствии с ведомственными приказами Минобрнауки от 19 декабря 2014 г. № 1598 и №1599, которые вступят в силу  с 01 сентября 2016 года. Обучение будет направленно на адаптированный курс содержания образовательных программ. Каждая область образования согласно содержанию стандарта ФГОС НОО для обучающихся с ограниченными возможностями здоровья включает в себя два взаимодополняющих компонента – академический и «жизненной компетенции». Также претерпевает изменения образовательная программа, которая делится на четыре блока: обучающиеся с умеренной, тяжелой или глубокой умственной отсталостью, с тяжелыми и множественными нарушениями. Специализированное коррекционное образовательное учреждение должно сформировать специальную индивидуальную образовательную программу, где будут учитываться  специфические образовательные потребности детей [1].

Обратимся к понятийному аппарату нашей темы, рассмотрим, что понимается под  коррекционными  учреждениями.

Коррекционные  учреждения  – это специальные образовательные учреждения с учетом всех потребностей обучающихся с отклонениями в развитии, при котором воспитание, обучение, лечебные мероприятия способствуют адаптации личности в современном обществе [2].

Задачей специального (коррекционного) образовательного учреждения в настоящее время является  через воспитание и обучение, а также профессионально-трудовую деятельность скорректировать дефекты личности ребенка, способствовать успешной адаптации и социализации в обществе.  Основное  направление специального обучения – это  работа по обучению и воспитанию детей с отклонениями в развитии, для полноценного существования в современном мире.

Одним из наиболее благоприятствующих учебных предметов в специальной (коррекционной) школе является «Информатика и ИКТ», который представлен основным разделом «Информационные технологии». Данный предмет, возможно ввести как модуль в следующие учебные предметы: «Трудовое обучение», «Профессионально-трудовое обучение», «Производственное обучение», или реализовать за счет часов, отведенных в школе для обязательных занятий по выбору, факультативных и кружковых занятий.

Основные  задачи  раздела «Информационные технологии» у учащихся с отклонениями в здоровье это:

-  формирование элементов компьютерной грамотности (умения рисовать, читать и  писать, используя  персональный компьютер);

-  развитие навыков информационной культуры (умения получать, накапливать, передавать и обрабатывать информацию, используя  информационные технологии);

-  повышение уровня общего развития их познавательной деятельности.

Следовательно, предмет «Информатика и ИКТ» в специальных (коррекционных) школах  обеспечивает как основную, так и дополнительную учебную мотивацию, активизируя  познавательную деятельность учащихся с отклонениями в здоровье.

Следует отметить средства, используемые для достижения поставленных целей.  В настоящее время создается большое количество развивающих игр.  Применение развивающих игр на уроках «Информатики и ИКТ» для детей с отклонениями в здоровье дает возможность выбирать  различные упражнения в зависимости от особенностей развития учеников, учитывая при этом их возрастные особенности. Подобные  компьютерные игры позволяют  детям учиться работать  с персональным компьютером, основными периферийными устройствами.  Использование подобных игр на занятиях в коррекционной школе также способствует развитию  пространственных представлений.  Дети довольно охотно и быстро осваивают работу на компьютере, а  специальные упражнения способствуют развитию детского внимания, зрительной памяти, совершенствуют зрительно-моторную координацию, развивают творческое мышление [3]. Компьютерная игра также способствует:

• повышению привлекательности учебного материала;
• разделению материала по разделам (модулям), а также позволяет педагогам планировать занятия согласно особенностям  той программы, по которой ребенок с отклонениями в здоровье обучается;
• у обучающихся повышается интерес к обучению, а также  активизируются навыки самостоятельной работы и самоконтроля.

Однозначно следует сказать, что компьютерные игры и тренажеры помогают педагогу на уроках информатики в работе с детьми речевого нарушения и недостаточного развития психических процессов, таких, как  внимание, память.

При изучении информационных технологий в специальном (коррекционном) образовательном учреждение расширяется поле методов и приемов коррекционно-развивающего обучения.

Освоение компьютер ребенком  с отклонениями в развитии может способствовать как инструмент решения самых трудных для него учебных и социальных задач, следовательно, компьютер для такого ребенка  должен быть не только развлечением, а наоборот предметом для самообразования.  Для активизации познавательной деятельность ребенка, выступают специализированные компьютерные программы, упражнения, цифровое оборудование и т.д.

Интеллектуальные проблемы учащихся возникают в результате первичного дефекта – органического поражения головного мозга и порождают вторичные нарушения высших форм познавательных процессов (активного восприятия, словесно-логического мышления, речи, произвольных форм памяти), проявляющиеся в процессе социального развития ребенка.

Умение правильно использовать информационные технологии в учебном процессе, позволяет применять новые приемы и методы в коррекционном обучении, а также повышает информационную культуру учащихся.  Владение  информационными технологиями не способно избавить детей с отклонения в развитии от недостатков и решить возникающие проблемы с обучением. Однако, усвоение ребенком ранее неизвестных ему знаний, умений и навыков с помощью информационных технологий, придает ему уверенность в своих силах и позволяет педагогу выявить и решить ряд задач возникающих в процессе обучения [4].

Для того чтобы способствовать социальной адаптации учащихся коррекционных классов, следует организовать   работу с предлагаемыми заданиями в режиме онлайн. Учащиеся начинают знакомство с информационно-коммуникационными технологиями, выходя на просторы сети Интернет и способами работы в сети.

Внедрение в работу методики, при которых компьютер является объектом изучения, то есть работа  над освоением учениками  с умственной отсталостью самого компьютера в доступной для них форме. На уроках информатики дети занимаются всем классом, то есть происходит  интегрированное обучение. Так же дети  коррекционной школы посещают кружок информатики. Для учеников специальных (коррекционных) образовательных учреждений необходимо подготовить специальное тематическое планирование учебной дисциплины для качественного освоения информационных технологий в зависимости от индивидуальных особенностей детей [5].

Подробнее рассмотрим специфику урока информатики в коррекционном классе. Так как детям с различными отклонениями в развитии присущи проблемы нарушения высших психических функций (памяти, восприятия, логики и т.д.), педагогу следует обратить особое внимание на наглядность при изложении нового материала. Ведь именно на наглядно-образном мышлении  строится процесс усвоения знаний у детей в коррекционных классах. Например: карточки, таблицы, шпаргалки и т.д. Так при изучении темы «Блок-схемы алгоритмов» необходимо составить опорную карточку с алгоритмом построения блок-схем. Составление памяток с формулами, например для тем «Измерение информации», «Алгебра логики» и других для использования во время самостоятельной работы. Для организации самостоятельной работы учащихся коррекционных классов следует обратить внимание на предлагаемые задания. Нужно проработать тип заданий: соотнести, дописать недостающее, закончить фразу и т.д. Для полного восприятия изучаемой информации  необходимо применять принцип практичекой направленности учебного материала, связать новый учебный материал с примерами из жизненного опыта детей [6,7].

Ход урока должен быть четко спланирован учителем, где используются разные формы работы на всех этапах урока. Работа с мультимедийными приложениями, презентацией, карточками, компьютерами, физкультминутки и т.д. Используемый наглядный и информационный материал на уроках информатики не должен быть перенасыщен цветами. Цветовая гамма должна способствовать гармоничному усвоению материала, не должны быть перенасыщенной. Правильно и интересно организованная система оценивания, рефлексия. Создание благоприятного и доброжелательного климата в классе активизирует познавательную деятельность учащихся.

Использование на уроках «Информатики и ИКТ» описанной выше работы позволяет, повысить интерес к изучаемому предмету,  улучшить познавательные способности обучающихся, легче проходит социальная адаптация, лучше осваивают предметный материал [8,9].

В заключение хотелось бы сказать, в век информатизации общества, компьютер проник во все сферы человеческой деятельности. Для детей с ограниченными возможностями здоровья освоение навыков работы с персональным компьютером является неотъемлемой частью социализации в обществе. Следовательно, перед специализированным (коррекционным) учреждением стоит одна из наиболее важных задач: научить детей использовать компьютерные технологии для формирования будущих профессиональных компетенций, а также для развития коммуникационных навыков, творческой деятельности, самореализации.

Перечислим  основные стимулы развития интереса к содержанию предмета [1, 2]: 1) новизна приобретаемых знаний, принципов, законов, теоретических построений; 2) новизна подхода к известному вопросу; 3) важность приобретаемых знаний, их значимость для учащихся; 4) рассмотрение исторических фактов развития науки; 5) рассмотрение современных достижений науки и техники. На появление и развитие познавательного интереса могут влиять различные факторы, связанные с особенностями преподавания дисциплины, содержанием учебного материала, качеством его изложения в учебнике, степенью сформированности у учащихся умения самостоятельно приобретать знания и использовать их на практике. Эффективным способом повышения интереса к предмету является решение задач творческого характера, приводящих к нестандартному решению теоретической проблемы, “открытию” новых явлений, законов природы, созданию оригинального устройства или объяснение работы того или иного прибора. Если речь идет об уроке информатике, то такой творческой проблемой может быть написание программы, решающей какую-то задачу.

Всем известна среда GAME LOGO, предназначенная для начального знакомства с программированием и основанная на языке Лого [6]. Этот язык программирования настолько прост, что с его помощью может создавать программы даже ученик начальной школы. При этом программируется поведение специального исполнителя команд – черепашки, движущейся по горизонтальной поверхности. Школьники, наблюдая за движениями черепашки, легко улавливают смысл созданной ими программы и отдельных команд, что позволяет им научиться алгоритмизации и программированию. Решение задач, связанных с программированием черепашки, позволяет разнообразить урок, внести в него элемент состязательности, повышает интерес школьников, активизирует их учебную деятельность.

Определенный интерес представляет собой задача о написании собственной программы, моделирующей функционирование исполнителя “Черепашка”, которая может быть поставлена перед учениками 10 или 11 классов. Это также обусловлено тем, что имеющаяся у учителя среда программирования Game LOGO может быть несовместима с компьютерами в кабинете информатики. Если в качестве среды программирования выбрать Free Pascal, то приобретенные знания и умения помогут сдать ЕГЭ по информатике.

Задача может быть сформулирована следующим образом: напишите программу, моделирующую движение черепашки, ползущей по поверхности песка и оставляющей за собой след заданного цвета. При этом перемещения формального исполнителя “черепашка” описываются алгоритмом 1, составленным из четырех типов команд: Повторить(число повторов); Направо(угол в градусах), Цвет(номер цвета) и Вперед(число шагов). Если школьники не достаточно хорошо программируют на Pascal, то они могут набрать готовую программу и поэкспериментировать с ней.

Решением этой задачи является программа ПР–1; результат ее работы представлен на рис. 1. Черепашка начинает двигаться из середины экрана, вырисовывая ломанную в виде звездочки, размер которой непрерывно увеличивается. В приложении представлены фрагменты программ, “заставляющих” воображаемую черепашку нарисовать: 1) хаотическую траекторию (программа ПР–2); 2) две звезды (программа ПР–3); 3) две спирали (программа ПР–4); 4) кольцо из звезд (программа ПР–5); 5) линию с лепестками (программа ПР–6); 6) ромашку (программа ПР–7).

Решение рассмотренных задач на уроке информатики позволяет повысить интерес учащихся к предмету, способствует усвоению понятий “формальный исполнитель”, “алгоритм”, “программа” и пониманию темы “Алгоритмизация и программирование”.

Приложение

Для решения рассмотренных выше задач используются следующие программы, написанные в среде Free Pascal.