54

 

ПСИХОЛОГИЯ И ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА

 

ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАМОТНОСТИ ШКОЛЬНИКОВ

 

В. Н. КАПТЕЛИНИН

 

Формирование компьютерной грамотности учащихся является одной из наиболее актуальных задач современной школы [1]. От того, насколько успешно она будет решена, зависит эффективность широкого использования вычислительной техники и в конечном счете перспективы научно-технического, экономического и социального развития общества. Важная роль в решении этой задачи принадлежит психологической науке.

В настоящее время в нашей стране проводится эксперимент, цель которого — построить процесс обучения школьников основам информатики и вычислительной техники, соответствующий сегодняшним и завтрашним требованиям к выпускникам школы. Данная статья представляет собой попытку рассмотрения основных психологических проблем, возникающих при решении этой задачи1.

 

ЗНАЧЕНИЕ ПСИХОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАМОТНОСТИ

 

Можно выделить два круга психологических проблем, возникающих в связи с формированием компьютерной грамотности школьников.

Первый круг образован прикладными проблемами оптимизации учебного процесса в школе по курсу «Основы информатики и вычислительной техники», использования обучения информатике для совершенствования школьного обучения в целом, формирования основы для успешного применения ЭВМ в будущей профессиональной деятельности выпускников школы, общей подготовки школьников к полноценной жизни в будущем компьютеризированном обществе.

Важное значение психологических исследований для решения указанных проблем обусловлено следующими обстоятельствами. Во-первых, преподавание информатики не имеет столь длительной традиции и опыта, как преподавание других школьных предметов. Использование психологических закономерностей усвоения знаний учащимися может значительно интенсифицировать поиск оптимальных форм и методов обучения этому предмету. Это особенно важно в связи с тем, что информатика представляет собой молодую и быстро развивающуюся науку, а вычислительная техника совершенствуется чрезвычайно высокими темпами. Поэтому неизбежна перестройка и школьного курса «Основы информатики и вычислительной техники» и связанный с нею поиск новых методов преподавания. Если этот поиск будет совершенствоваться традиционным эмпирическим путем, то возникает опасность

 

55

 

постоянного отставания обучения от актуальных потребностей общества.

Во-вторых, компьютерная грамотность предполагает не столько усвоение некоторой суммы знаний или закрепление навыков, сколько психологическую готовность успешно осваивать и эффективно использовать все новые компьютерные средства. Другими словами, в основе формирования компьютерной грамотности лежит познавательное развитие учащихся. Сформулировать конечную цель такого развития, определить его закономерности и условия, создать процедуры контроля и оценки можно лишь на основе представлений и методов, разработанных в рамках психологии познавательных процессов и прежде всего психологии мышления.

В-третьих, обучение информатике должно осуществляться с учетом возрастных возможностей школьников. Основой для решения этой задачи являются теоретические представления о механизмах и этапах развития познавательных процессов учащихся. Наконец, компьютеризация школьного обучения делает чрезвычайно актуальной проблему гармоничного развития личности школьника.

Второй круг психологических проблем компьютерной грамотности составляют фундаментальные теоретические проблемы. Компьютер является качественно новым техническим средством, распространение которого связано с качественной перестройкой основных видов человеческой активности, изменением системы социальных условий и требований к психическим особенностям человека. Преподавание информатики в школе представляет собой, по существу, формирующий эксперимент, направленный на изучение и развитие новых «родовых» психических качеств человека (см. [9]). Кроме того, обучение информатике дает новый толчок исследованиям традиционных проблем развития познавательных процессов школьников. ЭВМ (в условиях компьютерного обучения информатике) создает беспрецедентные возможности для накопления больших массивов эмпирических данных, их оперативной обработки и проведения в рамках реального учебного процесса таких исследовательских методик, которые обычно используются лишь в лабораторных условиях.

 

АСПЕКТЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАМОТНОСТИ

 

Необходимым условием построения оптимального учебного процесса по информатике и вычислительной технике является конкретное и научно обоснованное определение содержания понятия «компьютерная грамотность». В настоящее время такого определения не существует. Мнения специалистов не только значительно различаются, но и нередко противоречат друг другу [17], [28]. Одна из причин трудности определения компьютерной грамотности состоит в том, что это понятие имеет несколько аспектов, каждый из которых заслуживает отдельного рассмотрения. По нашему мнению, необходимо различать следующие виды компьютерной грамотности:

а) Бытовая компьютерная грамотность. В самом ближайшем будущем ожидается широкое использование вычислительной техники в быту: микропроцессоры, встроенные в различные устройства, автоматизация сферы обслуживания. Пользователем бытовых компьютеров станет практически каждый. Необходимая для этого «грамотность» состоит в приобретении практических навыков обращения с бытовыми устройствами нового типа. Пожалуй, впервые обязательное обучение навыкам работы со сложной техникой выступает как задача общеобразовательной школы. В настоящее время эта задача далека от своего решения. Преподаватели часто рассчитывают на то, что необходимые навыки сформируются у школьников в процессе обучения сами собой. Однако практика показывает, что необходима разработка специальных дидактических приемов. Психологические аспекты решения указанной задачи состоят в изучении и использовании закономерностей развития сенсомоторных навыков работы за дисплеем, а также оптимизации процесса практического усвоения школьниками адекватной функциональной структуры

 

56

 

компьютерных средств (для этого может быть полезным применение правильно выбранных метафор — [15]).

б) Профессиональная компьютерная грамотность. С использованием вычислительной техники будет связано все большее количество профессий, однако характер этого использования в разных профессиях будет различным — от простого ввода данных до разработки новых поколений технических и программных средств. Поэтому содержание профессиональной компьютерной грамотности является специфическим для каждой профессии.

Школа может сыграть важную роль в обеспечении профессиональной компьютерной грамотности значительной части учащихся. Во-первых, многие школьники овладевают в рамках трудового обучения массовыми профессиями, связанными с работой на ЭВМ и базирующимися на среднем образовании. Во-вторых, следует обратить особое внимание на отбор и подготовку одаренных школьников для дальнейшей специализации в области информатики и вычислительной техники: компьютеризация общества означает повышение требований не только к массовой «грамотности», но и к уровню квалификации научных и инженерно-технических кадров.

в) Овладение компьютером как интеллектуальным средством. Персональные ЭВМ в недалеком будущем станут для многих людей средством, обеспечивающим доступ к различной информации, создание текстов, изображений и звуковых образов, личных банков данных. Формирование необходимой для этого компьютерной грамотности состоит в том, чтобы превратить ЭВМ в своего рода внешний орган мышления и памяти, которым можно свободно и эффективно пользоваться при решении широкого круга задач. При организации учебного процесса по курсу информатики в школе необходимо учитывать прежде всего данный аспект.

Перечисленные виды компьютерной грамотности не являются взаимоисключающими — они тесно взаимосвязаны и частично перекрываются. Однако выбор одного из них в качестве основной цели школьного курса информатики определяет общую стратегию обучения. По нашему мнению, общеобразовательная подготовка школьников в области информатики и вычислительной техники должна в первую очередь предусматривать овладение компьютером как интеллектуальным средством.

Действительно, хотя формирование бытовой компьютерной грамотности является достаточно важной задачей, однако, во-первых, она носит временный характер (в условиях массовой компьютеризации этот вид компьютерной грамотности будет приобретаться в основном до и вне школьного обучения) и, во-вторых, для решения этой задачи нет необходимости вводить новый школьный предмет. Очевидно также, что школа не может обеспечить универсальную профессиональную компьютерную грамотность всех выпускников. В то же время формирование интеллектуальных умений, обеспечивающих эффективное применение ЭВМ, представляет собой необходимую основу как для дальнейшего профессионального обучения, так и для общей подготовки к жизни в компьютеризированном обществе. Выделение комплекса этих умений и определение оптимальных условий их развития — наиболее актуальные задачи психологических исследований компьютерной грамотности.

В отечественной психологии накоплен большой опыт изучения и практического применения закономерностей формирования у детей научных понятий. Этот опыт должен быть, безусловно, использован при организации обучения школьников основам информатики и вычислительной техники, в частности могут быть реализованы принципы содержательного обобщения [4]. Перспективным представляется также практическое применение современных представлений о закономерностях развития довербальных форм значений [20]. Действительно, операциональные и предметные значения, по-видимому, предшествуют вербальным не только в онтогенезе, но и при освоении человеком любой новой для него предметной области, в том числе и работы с ЭВМ. Поэтому при построении учебного процесса

 

57

 

в ряде случаев вербальному объяснению материала целесообразно предпослать специально организованные практические занятия.

Содержание компьютерной грамотности не исчерпывается, разумеется, лишь когнитивными составляющими. Эффективное применение ЭВМ во многом зависит от эмоционального отношения к компьютеру, особенностей саморегуляции, мотивационной сферы и личности пользователя, сформированности специальных коммуникативных навыков [19; 23]. Обеспечить полноценную компьютерную грамотность школьников может лишь комплексный учебно-воспитательный процесс, учитывающий все перечисленные компоненты. Однако центральным звеном, которое создает основу для формирования всей системы психологических особенностей, определяющих грамотное использование ЭВМ, является развитие мышления учащихся.

 

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАМОТНОСТИ

 

Значение компьютеризации определяется не столько собственно вычислительными возможностями ЭВМ, сколько теми возможностями, которые компьютеры создают для автоматизации рутинных форм управления и обеспечения доступа к большим массивам информации. Появление у ЭВМ этих двух функций обусловлено развитием технических средств, разработкой новых поколений устройств обработки и хранения информации. Распространение недорогих, компактных и достаточно мощных микрокомпьютеров позволяет широко использовать ЭВМ как орудие во многих видах деятельности. Формирование у школьников психологической готовности к применению ЭВМ как интеллектуального средства предполагает в первую очередь развитие умений, позволяющих эффективно использовать указанные возможности компьютера. В соответствии с приведенным здесь разграничением можно, хотя и достаточно условно, выделить алгоритмические и информационные интеллектуальные умения.

Необходимость специальных интеллектуальных умений, обеспечивающих компьютерную грамотность, возникает потому, что решение задач с помощью ЭВМ обладает целым рядом специфических особенностей. Во-первых, компьютер является формальным исполнителем: даже то, что представляется пользователю само собой разумеющимся и очевидным, часто должно быть сформулировано в явном виде. Во-вторых, план решения задачи должен быть полностью составлен до передачи «задания» ЭВМ (он, разумеется, может корректироваться и уточняться, но должен охватывать всю последовательность действий до получения фиксированного результата). В-третьих, для передачи решения компьютеру необходимо построить целостный образ, включающий все возможные варианты реализации алгоритма в зависимости от выполнения критических условий.

Эти особенности ЭВМ как интеллектуального средства позволяют выделить следующие группы интеллектуальных умений, развитие которых является, по нашему мнению, важной задачей школьного обучения.

Формулировка цели. Навыки «грамотной» постановки целей представляются нам наиболее важными по следующим причинам. Во-первых, определение цели при решении задачи с помощью ЭВМ является наиболее сложным и ответственным этапом. Обычно в условиях совместного решения задачи несколькими людьми большую смысловую нагрузку несет общий контекст, который часто не осознается. Что касается ЭВМ, то, как отмечал еще Н. Винер, «магия дарует именно то, что вы попросили, а не то, что вы подразумевали, но не сумели точно сформулировать. Не исключено, что магия автоматизации... будет проявляться столь же буквально» [2; 70].

Во-вторых, современное развитие программного обеспечения достигло того уровня, когда во многих случаях алгоритм достижения цели строится самим компьютером. При этом, однако, не уменьшается значение специальных навыков, хотя характер требований к знаниям, умениям и особенностям мышления

 

58

 

пользователя изменяется. Это связано с тем, что предписания компьютеру должны быть заданы в терминах результатов, а не процессов, которые приводят к этим результатам. Основная трудность состоит в том, чтобы грамотно и точно описать искомое конечное состояние, что предъявляет повышенные требования к общей строгости и логичности мышления пользователя. Рассчитанная на перспективу подготовка будущих пользователей ЭВМ с необходимостью должна включать развитие не только навыков составления и оптимизации сложных последовательностей преобразований, но и умений строить формальные модели, анализировать целостную ситуацию.

В-третьих, от умений формулировать цель зависит позиция человека в диалоге с ЭВМ. Четко поставленная цель позволяет отнестись к компьютеру как к одному из средств ее достижения (в частности, оценить, насколько необходимо его применение в данной конкретной ситуации). В противном случае деятельность человека направляется не столько его собственными стремлениями, сколько заложенными в программном обеспечении стандартными сценариями.

Вместе с тем в условиях традиционного школьного обучения развитию навыков самостоятельной формулировки цели уделяется недостаточно внимания. Как правило, образ конечной ситуации уже задан учащимся настолько детально, что он может служить для оценки правильности выполняемых действий. Когда задача является более творческой и ее решение включает этапы построения, проверки и коррекции представления о характере искомого результата, школьники нередко испытывают серьезные затруднения [6].

Анализ исходных условий и средств. В некоторых проектах учебных программ школьного курса информатики в разделе требований к умениям школьников говорится об умениях построения математической модели задачи. Действительно, принятая при разработке программного обеспечения схема — это «модель — алгоритм — программа». Однако следует специально выяснить, является ли эта схема адекватной и для непрофессиональных пользователей ЭВМ. Компьютерные средства применяются и будут применяться в условиях, не требующих предварительного математического моделирования проблемной ситуации. Безусловно, действия пользователя всегда должны быть основаны на ясном понимании проблемы, т.е. на мысленной модели проблемной ситуации. Какой должна быть данная модель, могут ответить, по-видимому, лишь экспериментальные психологические исследования.

Массовая компьютеризация означает возрастание числа не только компьютеров, но прежде всего доступных для пользователя готовых программных средств. Их эффективное применение возможно лишь при том условии, что пользователь хорошо ориентируется в этих средствах и может правильно оценить адекватность средств решаемой задаче. Поэтому формирование компьютерной грамотности школьников должно предполагать обучение навыкам практического применения готовых компьютерных средств (систем управления базами данных, редакторов и т.д.), усвоение школьниками системы знаний о функционально-логической структуре имеющихся компьютерных средств.

Построение алгоритма. Третья группа умений относится к составлению алгоритма в условиях, когда определены искомый конечный результат, исходное состояние проблемной ситуации и доступные средства ее преодоления. В простых случаях для этого необходимо лишь знание набора команд исполнителя и основных алгоритмических конструкций, а организация их в последовательность не представляет труда, так как она либо соответствует обычной, бескомпьютерной последовательности действий, либо может быть обнаружена с помощью простой комбинаторики. Как показывает опыт, школьники достаточно успешно решают эти задачи

В большинстве реальных ситуаций построение последовательности преобразований, приводящих к искомому результату, осуществляется в несколько этапов. В современном программировании разработаны специальные приемы

 

59

 

проектирования алгоритма, в частности методы нисходящего проектирования и последовательных уточнений. Под «нисходящим» проектированием понимается декомпозиция сложной задачи на более простые подзадачи, которые также могут быть подвергнуты декомпозиции. Метод последовательных уточнений состоит в серии переформулировок решения задачи с постепенным приближением от описания этого решения на естественном языке к описанию на языке программирования. По мнению ряда специалистов, усвоение этих методов является одной из центральных задач обучения школьников программированию [24], [25].

Действительно, сформированность интеллектуальных умений, обеспечивающих выделение иерархической системы модулей, которые в совокупности образуют хорошо структурированную, понятную, легко модифицируемую и проверяемую схему решения задачи, представляет собой основу не только для квалифицированной разработки, но и для грамотного использования программного обеспечения. Вместе с тем при обучении школьников следует учитывать относительность противопоставления «нисходящего» и «восходящего» проектирования. Эффективность применения метода нисходящего проектирования опытными программистами во многом обусловлена их знанием возможностей языка, базового программного обеспечения и техники. Объединение отдельных блоков в случае аналитической декомпозиции [25] также осуществляется не случайно, а с учетом поставленной задачи. При обучении новичков работе с ЭВМ целесообразно, по нашему мнению, не абсолютизировать те или иные приемы из арсенала профессиональных программистов, а использовать все имеющиеся возможности для формирования общих интеллектуальных умений многоуровневой координации целей и средств, направленной на составление предписаний, предназначенных для исполнения на ЭВМ.

Решение задач с применением компьютера требует не только общей дисциплины мышления, но и специфических умений, связанных с необходимостью координации всей системы действий по решению задачи с формальным исполнителем. Диалог человека с ЭВМ начинается еще до реального взаимодействия — на стадии построения алгоритма. Успешность этого диалога определяется целым рядом факторов — от эмоционального отношения к ЭВМ до способности человека представить ход выполнения алгоритма компьютером и, хотя бы в основных чертах, характер будущих результатов.

Работа в диалоговом режиме. Описанные выше интеллектуальные умения обеспечивают построение алгоритма, т.е. совокупности предписаний, которые могут быть переданы ЭВМ для исполнения. Термин «алгоритм» мы используем здесь в самом широком смысле, понимая под алгоритмом любое задание, которое может быть выполнено ЭВМ — от обычных программ до неявных предписаний (например, информационных запросов на непроцедурном языке). Эти умения могут быть в принципе сформированы и при безмашинном обучении. Однако важное значение имеют также интеллектуальные умения, непосредственно связанные с работой за компьютером.

Даже для того чтобы передать ЭВМ для исполнения абсолютно верный алгоритм, как правило, недостаточно подготовить ее к работе и ввести текст сообщения. Необходимо также уметь отредактировать текст, вывести или сохранить результаты в нужном виде, обратиться к системе в случае затруднения для консультации и т.д. Другими словами, чтобы свободно и эффективно использовать возможности системы, у пользователя должны быть сформированы мысленная модель операционной среды, в которой он работает, и стратегия перехода в нужный для него режим.

Однако достичь цели с первого раза часто не удается: компьютер либо не выполняет предписания, либо выдает неправдоподобные результаты. В этой ситуации от пользователя требуется понять источник отклонения от намеченной цели, обнаружить и исправить ошибку. Обнаружение формальных (синтаксических) ошибок требует в основном

 

60

 

времени и внимания, однако поиск и исправление содержательных ошибок представляет собой достаточно сложную интеллектуальную деятельность. Она включает оценку расхождения между ожидаемым и реальным результатом, активное выдвижение и проверку гипотез о локализации и характере ошибки, пересмотр алгоритма, использование специальных приемов и вспомогательных средств. Если ошибка в алгоритме является достаточно серьезной, то необходимо вернуться к первым этапам его разработки, включая формулировку цели и анализ доступных средств.

Поиск и организация информации. Чтобы в максимальной степени использовать возможности доступа к информации, которую обеспечивают компьютеры (особенно объединенные в сети различного уровня), пользователь должен уверенно ориентироваться в общей логической структуре хранящейся информации. При этом недостаточно усвоить некоторую фиксированную сумму знаний. Учитывая разнообразие имеющихся информационных систем и тенденцию к увеличению этого разнообразия, можно предположить, что в компьютеризированном обществе важную роль будут играть умения, определяющие быстрое понимание принципов построения той или иной информационной системы и грамотное формулирование запроса. В основе этого лежат, по-видимому, достаточно развитые интеллектуальные операции классификации (особенно многомерной и иерархической), типология информационных структур и обследовательские стратегии, обеспечивающие эффективную категоризацию каждой конкретной системы, с которой взаимодействует пользователь.

Еще более сложными являются интеллектуальные умения, лежащие в основе активного структурирования информации. В большинстве случаев обнаружение системы критериев, в соответствии с которой может быть упорядочена данная совокупность фактов (или данных),— это творческий процесс, психологические механизмы которого в настоящее время изучены недостаточно [5].

Перечисленные интеллектуальные умения нельзя рассматривать как простые слагаемые, аддитивная сумма которых представляет собой основу компьютерной грамотности. В своей совокупности они образуют структурно-модульный рефлексивный стиль мышления, т.е. такой стиль, который характеризуется точным определением искомого результата, полным анализом исходных условий, выделением и координацией иерархической системы подцелей, построением алгоритма, ориентированного на формального исполнителя, сформированностью стратегий эффективной коррекции алгоритма на основе обратной связи о результатах его выполнения.

Данная попытка выделения интеллектуальных компонентов компьютерной грамотности носит предварительный характер и представляет собой скорее определение исходных гипотез, требующих экспериментальной разработки. Исследования в этом направлении встречаются с целым рядом серьезных трудностей. Основные из них связаны с тем, что диапазон компьютерных средств, в том числе средств широкого назначения, во-первых, чрезвычайно широк и, во-вторых, быстро обновляется. Разнообразие компьютерных средств настолько велико, что различия между некоторыми из них могут быть больше, чем между компьютерным и некомпьютерным средствами. Так, работа с текстовым редактором имеет больше сходства с работой на пишущей машинке, чем, например, с программированием вычислений. Поэтому особенно важны эмпирические данные о закономерностях освоения школьниками готовых программных средств. В настоящее время такого рода данные практически отсутствуют.

Выше говорилось об интеллектуальных умениях, необходимых для овладения широко используемыми в настоящее время компьютерными средствами. Однако следует учитывать также тенденции развития программного обеспечения и в особенности появления систем с элементами искусственного

 

61

 

интеллекта, их распространение означает изменение требований к компьютерной грамотности. При этом многие из перечисленных выше умений сохранят свое значение (в частности, умения формулировки целей и работы в диалоговом режиме), в то время как роль умений, связанных с разработкой алгоритма, по-видимому, существенно уменьшится. Кроме того, освобождая пользователя от рутинных действий по составлению и кодированию алгоритма, указанные системы потребуют развития других видов специальных умений. Так, по мнению известного американского специалиста в области интеллектуальных систем Р. Бертона, одним из ключевых компонентов компьютерной грамотности должно стать понимание того, в каком смысле «интеллектуальные системы» являются интеллектуальными (в частности, понимание того, чего они не могут)2.

В настоящее время характер требований, которые предъявляет к пользователю работа с интеллектуальными системами, представляется достаточно неопределенным, так как эмпирических данных пока недостаточно. Однако распространение такого рода систем, в частности экспертных систем делает эту задачу не только более актуальной, но и более разрешимой.

 

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОБЛЕМНОГО ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В ШКОЛЕ

 

В советской психологической науке проблемное обучение рассматривается как основной путь развития продуктивного мышления в учебном процессе. В исследованиях А.М. Матюшкина, М.И. Махмутова и других были описаны основные механизмы порождения и преодоления проблемных ситуаций, мотивационной динамики и становления психических новообразований в процессе решения проблем [10], [12]. Хотя путь от теоретических основ до их практической реализации нередко оказывается чрезвычайно сложным и не всегда успешным, это не дает основания отказываться от принципов проблемного обучения, а свидетельствует о необходимости конкретного рассмотрения содержания учебной деятельности, в процессе которой происходит образование и перестройка психических структур, психическое развитие учащихся. Таким образом, полноценное формирование интеллектуальных компонентов компьютерной грамотности может быть обеспечено лишь проблемной организацией обучения информатике. При этом должны быть учтены следующие положения.

Во-первых, проблемная организация обучения предполагает, что центральным звеном учебного процесса является решение школьниками тщательно продуманной системы задач. В настоящее время акцент ставится скорее на изложение определенной суммы знаний.

Во-вторых, особенности психических новообразований определяются характером неизвестного в проблемной ситуации. В используемых учебных заданиях требуется, как правило, составить алгоритм вычислений. Большинство этих заданий могут быть решены и решаются обычным способом, новой для школьника является лишь необходимость отрефлексировать выполненную им последовательность действий и выразить найденное решение в терминах стандартного алгоритмического описания; навыки составления алгоритма с помощью усвоенных средств практически не развиваются.

В-третьих, одна из важных задач обучения информатике состоит в том, чтобы усвоенные школьниками интеллектуальные умения были максимально обобщенными, чтобы учащиеся могли перенести способы решения на новые классы задач. Для этого должны быть сформированы специальные навыки переноса: созданы такие проблемные ситуации, неизвестным в которых является способ использования имеющихся умений в новых условиях.

В-четвертых, необходимой предпосылкой продуктивного мышления является познавательная мотивация. Закономерности формирования познавательной мотивации следует учитывать при составлении системы учебных задач. Решаемые задачи должны соответствовать

 

62

 

возрастным и индивидуальным особенностям интересов школьников. Один из возможных путей состоит в разработке серий задач, эквивалентных с точки зрения информатики, но использующих различный предметный материал, и предоставлении школьникам свободного выбора внутри каждой серии.

В-пятых, важным фактором формирования компьютерной грамотности школьников является организация учебного диалога. Она представляет собой не только общее условие успешности обучения информатике, но и основу для развития рефлексивных умений, которые тесно связаны с процессами внутреннего диалога (определением, сменой и взаимодействием различных позиций). Наиболее адекватный путь развития процессов внутреннего диалога лежит, по-видимому, через организацию диалога внешнего, в том числе диалога с ЭВМ.

Итак, основным условием формирования компьютерной грамотности является включение в учебный процесс проблемных ситуаций, преодоление которых требует от школьника правильного применения ЭВМ. В настоящее время программное обеспечение по основам информатики и вычислительной техники практически отсутствует. Единственный вид работы на ЭВМ, связанный с самостоятельной исследовательской активностью и творческим решением задач — это программирование. Поэтому возникают две проблемы, решение которых требует участия психологов: выбор учебного языка и разработка методических принципов обучения программированию (в особенности определение системы учебных задач). При решении данных проблем следует учитывать, что обучение программированию — это не самоцель, а способ формирования интеллектуальных компонентов компьютерной грамотности.

Выбор начального языка программирования вызывает наиболее острые дискуссии, причем самую известную дилемму можно сформулировать как «Бейсик или Лого?». Многие отмечают, что учебный язык Лого позволяет писать хорошо структурированные программы, независимо выделять и отлаживать отдельные модули, объединяя их в программе в единое целое, обладает богатой графикой, возможностями рекурсивного определения процедур, произвольного расширения «словаря» команд и должен как можно скорее вытеснить Бейсик. Однако результаты показывают, что эти возможности редко реализуются при существующей практике обучения [25]. По-видимому, от методов обучения программированию зависит гораздо больше, чем от выбранного языка. Вместе с тем, разумеется, необходимы специальные исследования, чтобы полностью реализовать те преимущества, которые создают начальные языки программирования, поддерживающие оптимальные стратегии решения задач и способные при их глубоком усвоении стать внутренними средствами организации мыслительных процессов (Лого, микро-Пролог и др.).

В нашей стране имеется длительный опыт обучения школьников программированию. Однако до последнего времени основам профессии программиста обучались специально отобранные школьники. Поэтому накопленные методические приемы должны быть существенно дополнены. По нашему мнению, наиболее актуальными проблемами являются: а) доступность обучения программированию для всех школьников; б) тесная связь программирования как предмета с другими школьными предметами; в) разработка системы учебных заданий, которая обеспечивала бы как глубокое усвоение основных понятий программирования, так и развитие общих интеллектуальных умений, связанных с применением ЭВМ.

Наконец, особого внимания заслуживает проблема влияния обучения информатике на общее умственное развитие школьников. Взгляды специалистов на перспективы психологических последствий такого обучения могут быть сведены к двум крайним подходам. С одной стороны, отмечается потенциал ЭВМ для развития всего диапазона познавательных процессов [9]. С другой стороны, выдвигаются опасения, что искусственный компьютерный мир заслонит от ребенка реальность, приведет

 

63

 

к чрезмерной рационализации мышления, затормозит эмоциональное развитие. Особенно острой критике подвергается обучение детей программированию, причем не только на Бейсике [13], но и на Лого [27].

В настоящее время отсутствуют достаточно убедительные данные о существенном общем влиянии компьютерной грамотности на познавательную сферу человека. Вместе с тем можно согласиться с С. Пэйпертом, что и опасения и надежды имеют под собой реальную основу, однако конечный результат не предопределен заранее, а зависит от наших сегодняшних усилий [26].

 

ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАМОТНОСТИ ШКОЛЬНИКОВ

 

Выше мы остановились на проблемах, связанных с развитием познавательных процессов школьников при изучении ими информатики и вычислительной техники. Этот аспект представляется нам центральным, однако успешность формирования компьютерной грамотности зависит также в значительной степени от таких проблем, как управление учебным процессом в условиях компьютерного обучения, оптимизация функциональных состояний школьников и индивидуализация учебного процесса.

Практика показывает, что работа школьников с ЭВМ не уменьшает, а увеличивает необходимость помощи со стороны учителя. Это относится даже к системам, созданным сторонниками «обучения без преподавания» [26]. Однако содержание труда учителя и характер психологической нагрузки значительно изменяются. Основным содержанием становится не передача знаний в процессе диалога учителя с классом, а организация самостоятельной исследовательской активности школьников.

В связи с этим деятельность учителя в условиях компьютерного обучения имеет следующие особенности.

Во-первых, необходимо оперативное управление одновременной исследовательской активностью всех учеников класса в отличие от традиционных условий, когда оперативное педагогическое воздействие обычно носит индивидуальный характер, а оценка одновременной работы учащихся является отсроченной.

Во-вторых, компьютерное обучение предполагает увеличение разнообразия задач, одновременно решаемых в классе. Поэтому учитель должен достаточно быстро оценить ситуацию, в которой оказывается тот или иной ученик, понять характер затруднения и оказать необходимую помощь.

В-третьих, уровень сложности задач, решаемых на компьютерных занятиях по информатике, существенно выше обычного. Кроме того, характер ошибок, которые ставят школьника в тупик и требуют вмешательства учителя, может быть самым различным — от неправильного принципа решения до мелких синтаксических ошибок — и их обнаружение требует значительных усилий.

В настоящее время не существует достаточно эффективных форм организации компьютерного обучения. Их разработка требует в первую очередь учета психологического содержания как труда учителя, так и учебной деятельности школьников. Одно из распространенных опасений, связанных с компьютерным обучением, состоит в том, что оно может негативно отразиться на здоровье и общем состоянии школьников. Следует отметить, что указанные опасения имеют под собой некоторые основания. Не рассматривая чисто физиологические аспекты обучения с помощью ЭВМ (утомление зрения, излучающее воздействие ЭЛТ и др.), остановимся на психологических факторах, определяющих функциональные состояния учащихся.

Работа за дисплеем характеризуется одновременно: а) интеллектуальной сложностью решаемых задач; б) высокой активацией, которая определяется постоянной обратной связью; в) значительной долей монотонных действий. Поэтому неправильная организация учебного процесса может привести к перегрузке школьников, снижению эффективности обучения  информатике и другим предметам, снижению учебной

 

64

 

мотивации, отразиться на их здоровье и психическом развитии.

В связи с этим актуальной задачей является разработка психологических методов диагностики, а также оптимизации и коррекции функциональных состояний школьников. Первым этапом исследований в этом направлении должна явиться, по-видимому, адаптация на контингенте учащихся IX—X классов методов психодиагностики функциональных состояний, которые были апробированы на рабочих различных профессий [7].

Чрезвычайно важной является проблема индивидуализации обучения школьников информатике и работе с ЭВМ. Это обучение, как уже отмечалось, предполагает не столько усвоение системы знаний, сколько формирование структурно-модульного рефлексивного стиля мышления, т.е. достаточно глубокие психологические изменения. Успешность обучения во многом определяется тем, в какой степени будут учтены индивидуальные и типологические особенности учащихся.

Основное значение имеют особенности познавательной сферы. Сформированность вербально-логических процессов, навыков работы с формальными системами, общей дисциплины мышления обеспечивает более успешное обучение. При этом следует отметить, что компьютерная грамотность предъявляет ряд новых и специфических требований к познавательным процессам, которые в известной степени противоречат традиционной системе обучения, предполагающей индивидуальный характер учебной деятельности школьников и ориентацию на конечный результат, а не процесс его получения. Поэтому учащиеся, хорошо успевающие по другим предметам, могут неожиданно для себя и для учителя встретиться при изучении информатики с серьезными затруднениями.

Как показывает существующий опыт, важными факторами успешности обучения является также характер учебной мотивации, межполовые различия, личностные особенности школьников.

 

*

 

Итак, учебный процесс по школьному курсу основ информатики и вычислительной техники находится в стадии своего становления. Доминирующий подход представляет собой попытку ответить на вопрос: какая часть знаний и умений сегодняшних экспертов — профессионально грамотных пользователей ЭВМ — может быть доступна учащимся и передана им в рамках традиционного школьного обучения? Этот подход имеет, по нашему мнению, ряд недостатков. Во-первых, как справедливо отмечает Е.И. Машбиц [13], критерии компьютерной грамотности экспертов профессионалов и непрофессиональных пользователей не совпадают. Во-вторых, возникает опасность, что при такого рода имитировании школьникам окажутся доступными лишь второстепенные знания и умения. Для таких опасений есть достаточно веские основания. Как показывает практика, школьники гораздо легче усваивают синтаксис языков программирования, чем более глубокие когнитивные умения [25]. По-видимому, необходимы принципиально новые решения, которые требуют, в свою очередь, тщательного психологического анализа как механизмов, обеспечивающих эффективное применение компьютера массовым пользователем, так и закономерностей формирования этих механизмов.

 

1. Материалы XXVII съезда КПСС. М., 1986. 352 с.

2. Винер Н. Творец и робот. М., 1966. 100 с.

3. Выготский Л. С. Мышление и речь. М.; Л., 1934. 324 с.

4. Давыдов В. В. Виды обобщения в обучении. М., 1972. 422 с.

5. Каптелинин В. Н. Многомерная классификация объектов как метод изучения продуктивного мышления школьников // Учебная деятельность и творческое мышление: Тезисы докл. и выст.  на Всесоюзной научно-практич. конф. по проблемам  формирования  творческого мышления. 26 – 28 сент. 1985 г.: В 2 ч.  Уфа; М., 1985. С. 173—174.

6 Кудрявцев Т. В. Психология технического мышления. М., 1975. 304 с.

7. Леонова А. Б. Психодиагностика функциональных состояний человека. М., 1984. 199 с.

8 Леонтьев А. Н. Проблемы развития психики. М., 1981. 548 с.

9. Ломов Б. Ф. Научно-технический прогресс и средства умственного развития человека // Психол. журн. 1985. Т. 6. № 6. С. 8—28.

 

65

 

10. Матюшкин А. М. Проблемные ситуации в мышлении и обучении. М., 1972. 178 с.

11. Матюшкин А. М. Психологическая структура, динамика и развитие познавательной активности // Вопр. психол. 1982. № 4. С. 5—17.

12. Махмутов М. И. Принцип проблемности в обучении // Вопр. психол. 1984. № 5. С. 30—35.

13. Машбиц Е. И. Компьютеризация обучения: проблемы и перспективы. М., 1986. 80 с.

14. Монахов В. М. Психолого-педагогические проблемы обеспечения компьютерной грамотности учащихся // Вопр. психол. 1985. № 3. С. 14—23.

15. Норман Д. Память и научение. М., 1985. 159 с.

16. Основы информатики и вычислительной техники: Пробное учебное пособие для средних учебных заведений / А.П. Ершов, В.М. Монахов, A.А. Кузнецов и др. / Под ред. А.П. Ершова, B.М. Монахова. В 2 ч. Ч. 1. М., 1985. 95 с. Ч. 2, 1986. 143 с.

17. Полат Е. С. Компьютер и школа // Физика в школе. 1985. № 2. С. 51—55.

18. Программа курса «Основы информатики и вычислительной техники». X—XI классы (102 ч) // Микропроцессорные средства и системы. 1986. № 2. С. 86—89.

19. Психологические проблемы создания и использования ЭВМ / Под ред. О.К. Тихомирова. М., 1985. 240 с.

20. Стеценко А. П. К вопросу о психологической классификации значений // Вестн. МГУ. Сер. 14. Психология. 1983. № 1. С. 22—30.

21. Тихомиров О. К. Психологическая структура диалога «человек-ЭВМ» // Вестн. МГУ. Сер. 14. Психология. 1984. № 2. С. 17—24.

22. Тихомиров О. К. Психология мышления. М., 1984. 270 с.

23. Шнейдерман Б. Психология программирования. М., 1984. 304 с.

24. Dalby J., Tourniaire F., Linn M.С. Making programming instruction cognitively demanding: An intervention study // Developmental studies of computer programming skills. Banc Street College of Education (Tech. Rep. 29). N. Y., 1984. P. 1—23.

25. Kurland D.M., Clement K., Mawby R.., Pea R..D. Mapping the cognitive demands of learning to program // Kurland D.M. (ed.). Developmental studies of computer programming skills.  Banc Street College of Education (Tech. Rep 29). N Y., 1984. P. 1—35.

26. Papert S. Mindstorms. Children, computers, and powerful ideas. Brighton: Harvester, 1980. 230 p.

27. Tetenbaum T.J., Mulkeen T.A. LOGO and the teaching of problem-solving: A call for a moratorium // Ed. Tech. 1984. Nov. N 24(11). P. 16—19.

28. Wilkinson A.C., Patterson J. Issues at the interface of theory and practice // Wilkinson A. C. (ed.). Classroom computers and cognitive science. N.Y.: Acad. Press, 1983. P. 3—14.

 

Поступила в редакцию 23.V 1986 г.