2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 что такое информатика и ее преподавание (в школе)
Сообщение13.01.2012, 22:03 


15/04/10
985
г.Москва
Цель данного сообщения -дискусионная -привлечь внимание надеюсь умных и образованных людей читающих это к информатике и ее способах преподавания прежде всего в начальном звене - средней школе.
Автор получил образование при социализме, и не раз сталкивался с мнением, что "не понимают информатику как предмет", что "мол нам это все давали ,что изучение (по необходимости) программирования на мнемокодах старых ЭВМ Минск ЕС давало больше знаний об архитектуре ЭВМ, команд, даже процессора чем теперь ,когда программирование (высокоуровневое) выделено в самостоятельный раздел,официально введен предмет "информатике" в школах и ВУЗах.
1-е на что хочу обратить внимание - на недостаточную четкость классификаций разделов по которым даются задачи
Вот типовая классификация по школьным ЕГ, она же по учебн Т.Макаровой
1.Информация и ее кодирование
2.Алгоритмизация и программирование
3.Основы логики
4.Моделирование, компьютерный эксперимент
5.Программные средства ИКТ
6.Информационные технологии
- технология обработки инф. в эл.табл
- хранения, поиска и сортировки в БД
7.Телекоммуникационные технологии
8.Технологии программирования.
Собственно даже из этой классификации очевиден вывод - нет единой методологии, стержня - это эклектика, смешение разных подходов
или точнее говоря "вершины деревьев около - компьютерных наук или курсов"
---------------------------------------------------------------------------
В то же время буквально в прошлом году между пунктами 1,2,3 пролезает новый раздел (тема задач)
Задача на определение выигрышной стратегии. (Анализ и построение дерева игры) .Вот прямо так и сразу...
Давайте все же называть вещи своими именами и четко классифицировать это.
По моему за достаточно лаконичными названиями "алгоритмизация", "основы логики" скрыта фактически дискретная математика .
Действительно, дискретная математика имеет раздел "теория игр", теория графов (куда входят и деревья"), туда же между прочим входит и комбинаторика и прием "решения комбинаторной задачи с конца" - на чем построено динамическое программирование (уравнения Белмана).
В течение 1-2 лет происходит прорыв : в школу наконец пришли основы теории вероятностей и даже мат.статистики а в информатику все больше проникают разделы дискретной математики.

2 мое замечание относится к преподаванию основ классической теории информации.
Считаю чрезвычайно важным в теоретической информатике классификацию подходов
а)количественной меры информации (он же т.н. алфавитный подход)
б)определение семантической информации и ее мер
в)прагматической информации


Практически в школьной информатике да и в вузовской в лучшем случае дело ограничиваетcя констатацией этой классификации. А дальше молчаливо предполагается этот самый алфавитный подход, на который и решаются задачи . В качестве меры конечно биты - байты. Да этот -то
еще Шенноновский подход усекается - рассматривают почти всегда до формулы Хартли, а до энтропии Шеннона и оценки информационных объемов при неравновероятных исходах не доходят.
Мотивируя тем что "мол школьники то и вероятности то еще не знают, да и логарифмы не успели объяснить"...
Там же и элементы теории кодирования И вопросы систем счисления. Между тем различают еще и Геометрические и комбинаторные меры для социально-правовой информации , да и в биологии используют свою меру - изменчивости...

Что касается семантических мер - нет даже общего стандарта и четких определений его измерения.
Так что-то качественное по верхам проскакивает о тезаурусе., ну можно упомянуть о подходах предложенных еще советскими академиками - Харкевича (на основе подтвержения правдоподобности высказанной гипотезы) или мера успешности принятия решения (Н. Моисеев);
можно и Колмогорова вспомнить...

Между тем по-моему совершенно очевидно, что наиболее развивающимися сейчас областями являются искусственный интеллект , нейронные сети. Чуть более ранние направления - экспертные системы. Все это так или иначе связано с семантической информацией.
А нацеленность на это у школьников при сложившемся стиле преподавания - нулевая

3)Указанная эклектичность предмета информатики вызывает естественно сильные различия и уклоны в ее преподавании в ВУЗах. Под именем информатики ухитряются пропихивать и вычислительную математику (численные методы), и офисное программирование....
Обратил внимание что в МГУ кафедра математической логики теперь называется "кафедрой логики и теории алгоритмов". Похвально, что хоть в одном месте наконец-то занимаются теорией алгоритмов.
А то традиционно лидерство в области алгоритмов и книгах по алгоритмам принадлежит США.
Да и многие студенты благополучно заканчивают ВУЗ не в состоянии иногда построить обычную блок-схему алгоритма, ни тем более не умея сравнить 2 алгоритма по экономичности (вычислительной сложности)

 Профиль  
                  
 
 Re: что такое информатика и ее преподавание
Сообщение13.01.2012, 23:40 


15/04/10
985
г.Москва
Не говоря уж о том что сам Гост 19 для блок-схем устарел, т.к. разрабатывался при социализме
в лучшем случае для стиля модульного программирования.
Между тем мощное проникновение case средств в 90-х (IDEF, DFD-диаграммы, UML) так официально и не нашло своего отражения в гостах и достаточно слабо представлено в преподавании программирования в ВУЗах

 Профиль  
                  
 
 Re: что такое информатика и ее преподавание
Сообщение14.01.2012, 08:34 
Супермодератор
Аватара пользователя


29/07/05
8248
Москва
 i  Тема перемещена из Computer Science в раздел "Вопросы преподавания"


-- Сб янв 14, 2012 10:31:48 --

Мне кажется, что Ваш пост немного сумбурно написан, в нем трудно выделить основное зерно и конкретику - замечания и предложения. Вот несколько моих комментариев к написанному.

Технически мыслящие люди обычно имеют стремление к четкой классификации понятий, раскладыванию всего "по полочкам", желательно как можно более четкому и однозначному. (Я и сам в значительной степени этому подвержен, с недавнего времени пытаюсь от этого отходить). Это неправильно. В большинстве случаев классификация понятий является искусственным образованием. На ее создание и придание ей строгости, четкости и однозначности можно потратить массу времени и сил, отбирая их от более содержательных дел, а результат все равно не будет приносить удовлетворения, поскольку как ни старайся, а будут оставаться пограничные случаи, которые можно отнести к нескольким пунктам классификации, а также будут редкие единичные случаи, которые естественным образом не подходят ни под какой пункт. И на самом деле, стремление все четко разделить мешает творческому и свободному мышлению, ставит искусственные границы и барьеры, которых в жизни нет. Это к вопросу о классификации.

Далее, успех процесса преподавания, особенно в школе, зависит от личности учителя, а вовсе не от хорошей программы. Последняя должна очерчивать общий круг вопросов. Хороший учитель, знающий предмет, заинтересует им и хорошо его преподаст независимо от качества разработки программы, а плохому никакая замечательная программа не поможет. Беда в том, что сами учителя информатики обычно имеют слабое представление о том, как на практике и в реальной жизни может применяться их предмет.

Далее вот что. На мой взгляд, те знания, которые детям дают в школе, естественным образом делятся на две категории. Первая - это знания общего характера, которые полезно иметь любому человеку вне зависимости от того, пойдет ли он после школы в ВУЗ или нет. По части информатики всех нужно научить элементарной пользовательской работе с компьютером: работе с файлами, каким-то общим инструментам операционной системы, работе с общими программами, работе в интернете. Сейчас этим должен владеть каждый, и это должно стоять на первом месте.
Вторая категория знаний - это уже существенно более узкоспециализированные вещи. И тут нужно быть очень аккуратным и не перегнуть палку. Нужно помнить, что подавляющему большинству школьников эти знания никогда не понадобятся, он их забудет и правильно сделает. Однако мы заранее не можем разделить школьников на тех, кому это понадобится, и тех, кому не понадобится. Но и даже в отношении тех, кто выберет данную область своей будущей профессией, не все так просто. Они пока что не имеют тех базовых знаний, которые необходимы для того, чтобы правильно понять, усвоить, а тем более - применять какие-то очень узкоспециализированные вещи. Ну какой смысл учить всех школьников понятию энтропии в строгом математическом смысле? На текущем этапе им это совершенно не нужно, а отчасти и вредно. Применить эти знания они сейчас все равно не смогут. Каждое знание должно приходить человеку вовремя, когда он готов его (правильно) воспринять, когда он сам естественно подошел к необходимости его воспринять, и когда он сможет это знание к чему-то применить. Нарушение этого порядка несет один только вред.
Поэтому смысл специальных знаний в школе должен заключаться только в том, чтобы дать детям какое-то общее представление о том, что данная область изучает, как именно, какими методами, как и где это применяется. Это делается для того, чтобы выявить склонности ребенка к тому или иному направлению, и правильно его направить. Чтобы он не сделал ошибки, пойдя в одну область, а потом поняв, что это не его стезя. А уже там ему дадут нужные знания более грамотно, профессионально и вовремя.

 Профиль  
                  
 
 Re: что такое информатика и ее преподавание (в школе)
Сообщение14.01.2012, 09:35 
Супермодератор
Аватара пользователя


29/07/05
8248
Москва
eugrita в сообщении #526584 писал(а):
Да и многие студенты благополучно заканчивают ВУЗ не в состоянии иногда построить обычную блок-схему алгоритма, ни тем более не умея сравнить 2 алгоритма по экономичности (вычислительной сложности)


Да, и при этом ничуть от этого не страдают, поскольку им в жизни никогда не придется самим это делать. Те, кто занимается этим профессионально, нужные навыки все равно имеют. По мне, гораздо хуже, когда человеку кажется, что он это делать умеет (потому что его этому якобы "учили"), а на деле если попробует, то будет совершать грубые ошибки и даже не заметит этого. Уж лучше пусть не испытывает иллюзий и не берется, а если ему это когда-нибудь понадобится - то обратится к профессионалу.

 Профиль  
                  
 
 Re: что такое информатика и ее преподавание (в школе)
Сообщение14.01.2012, 12:01 
Аватара пользователя


31/10/08
1244
Цитата:
Да и многие студенты благополучно заканчивают ВУЗ не в состоянии иногда построить обычную блок-схему алгоритма, ни тем более не умея сравнить 2 алгоритма по экономичности (вычислительной сложности)

И что? Ну не нужно это. По поводу блок схем. Откройте Кнута, откройте Numarick Recepts, откройте алгоритмы построение и анализ. В них нет блок схем. Есть рисунки с пояснениями и этого достаточно.
По поводу вычислительной сложности. С практической стороны пользы я не вижу. Как это делается прочитал только полгода назад и то потому, что стало завидно другие умеют, а я нет. Обычно достаточно знать порядок линейный, логарифмический или квадратичная сложность. При этом зачем забивать голову фактами, если найти в интернете за пару минут не проблема. Или примерно понять сложность из самого алгоритма.

 Профиль  
                  
 
 Re: что такое информатика и ее преподавание (в школе)
Сообщение14.01.2012, 13:13 
Супермодератор
Аватара пользователя


29/07/05
8248
Москва
Не говоря уже о том, что в реальной жизни на реальных данных алгоритм, имеющий теоретическую экспоненциальную сложность, запросто может работать в разы быстрее (а реализован проще) какого-нибудь заумного полиномиального.

 Профиль  
                  
 
 Re: что такое информатика и ее преподавание (в школе)
Сообщение14.01.2012, 18:14 


23/12/07
1757
PAV, насчет того, что классификация - "это неправильно", по-моему, вы загнули. Всякая классификация строит иерархию, систематизирует и тем самым облегчает навигацию и понимание как самих понятий, так и отношений между ними. Собственно, вся наука на этом базируется. А то, что это порой сложно сделать отнюдь не говорит о том, что это бесполезно.
Другое дело, что, как учили на философии, познание не сводится только к объяснению (которое предполагает системный логически-рациональный "вывод" новых знаний на базе имеющихся). Оно возможно также посредством прямого понимания, минуя объяснение. И часто бывает так, что чем тратить время и строить классификацию, с тем чтобы легче было что-то объяснить, можно просто показать "наглядные примеры" с целью вызвать "озарение". Но таким образом полученное знание более субъективно. Оно является хорошим фундаментом, питающим интуицию, но само здание науки строиться должно все же "на лесах" объяснения. А значит, все через ту же классификацию и системный подход.
Потому, в идеале, ИМХО, должно быть и то, и другое - одно у познающего через наглядные примеры создает интуитивное представление и понимание, а второе потом все это закрепляет ("объективизирует") через систематизацию и структурирование.

Цитата:
"Далее, успех процесса преподавания, особенно в школе, зависит от личности учителя, а вовсе не от хорошей программы."

Тоже не согласен с тем, что такая ситуация нормальна. Это плохой взгляд на обучению. Нельзя так сильно завязываться на личность учителя. Его личностные черты должны участвовать только в воспитании, но никак не являться ключевым моментом в образовании. По-хорошему, даже у плохого учителя, обучающего по хорошей программе и методике, ученик должен иметь возможность получить знания (сравните, даже у посредственного врача, но лечащего по стандартной методике, пациент не должен умереть).

И мое мнение - в школе надо создавать базу. То есть, давать все то, что развивает базовые элементы мышления (математика развивает логику и пространственное мышление, физика - причинно-следственное представление, биология - представление об общих формах функционирования сложных систем, история - об общих законах функционирования социума и проч.). Дает что-то принципиально новое и необходимое "энтропия" для мышления и понятийного моделирования реальности школьником? Если нет, незачем его загружать этим (вынести на факультативные занятия). И так со всем остальным.


PAV в сообщении #526718 писал(а):
Не говоря уже о том, что в реальной жизни на реальных данных алгоритм, имеющий теоретическую экспоненциальную сложность, запросто может работать в разы быстрее (а реализован проще) какого-нибудь заумного полиномиального.


А можно пример? :)

 Профиль  
                  
 
 Re: что такое информатика и ее преподавание (в школе)
Сообщение14.01.2012, 18:50 
Заслуженный участник


27/04/09
28128
Пример: сравните $10000 + n$ с $2^n$ при малых $n$.
Такой большой постоянный коэффициент на асимптотике не отражается. Появиться и в пространственной, и временной сложности алгоитма он может всякими способами.

 Профиль  
                  
 
 Re: что такое информатика и ее преподавание (в школе)
Сообщение14.01.2012, 19:03 


23/12/07
1757
Я интересовался конкретным (желательно практическим) примером такой задачи, а не гипотетическими сравнениями значений функций сложности.

 Профиль  
                  
 
 Re: что такое информатика и ее преподавание (в школе)
Сообщение14.01.2012, 19:10 
Заслуженный участник


27/04/09
28128
(Неужели ничего не придумывается под него?)

 Профиль  
                  
 
 Re: что такое информатика и ее преподавание (в школе)
Сообщение14.01.2012, 19:38 


23/12/07
1757
Так в том то и дело, что в моем представлении экспоненциально сложные настолько быстро "вылетают" (уже на десятках $n$) в неподъемные вычисления, что трудно себе представить, что где-то на практике можно было бы их использовать для практических нужд. Потому и интересно увидеть пример.

 Профиль  
                  
 
 Re: что такое информатика и ее преподавание (в школе)
Сообщение15.01.2012, 00:21 


15/04/10
985
г.Москва
спасибо,PAV за мысли о классификации.
Я то в свое время когда разрабатывал и реализовывал систему тестирования в вузе в нее заложил сначала 2 уровневую древовидную модель тематической классификации учебных дисциплин. Позже отказался от нее перешел на сетевую (под влиянием взглядов об общности некоторых тем в разных, но смежных дисциплинах. Мысль то была простая - если данный раздел уже наполнен тестами в дисциплине А, а дисциплина Б имеет тот же раздел или подраздел, то почему бы их не использовать и там.
Каких трудов мне это стоило (когда система уже работала - еще и переделывать).
Например тема логика конечно присутствовала у меня и в математике и в информатике. К сожалению эта тематическая классификация не до конца была осмыслена и использована преподавателями дающими тесты.
Получается тогда также и вывод: как не совершенствуй тематический (не алфавитный) каталог скажем, ГПНТБ - идеала в этом не достичь

 Профиль  
                  
 
 Re: что такое информатика и ее преподавание (в школе)
Сообщение15.01.2012, 02:25 


15/04/10
985
г.Москва
О Мысли "давать понемногу и не всем..."
Я вспоминаю свои годы обучения в МГУ (а не в школе).
Тогда обучение было для меня интересно как обучение. Что-то я не понимал.
Ту специализацию которую я выбрал можно сказать случайно я потом потерял...
Сейчас меня интересуют другое... Было некоторое начальное окружение, 2-я школа,
Нов вузе я плыл по течению, никогда не было таких, кто следил или направлял мои интересы.,
Занятия были новы, интересны. Никто никогда не говорил, что эти знания вам могут не пригодиться - не было принято так. Жизнь расставила многое по местам.
Сейчас ,будучи сам преподавателем, я не скрываю от студентов имеющих другую а не математическую или информационную специализацию, что курсы или занятия которые я с ними веду - маловероятно что навыки могут пригодиться. Хотя курсы умные, задачи важные...только не для этой специальности...
В самом деле, зачем например, инженеру-строителю фортран - он не будет работать в центре в г.Дубне или с физиками. Зачем ему даже Матлаб - это инструмент больше для физиков-теоретиков а он- инженер.
Не говоря уже о теоретических определениях и формулировках, составленных пусть даже профессором-математиком. Но зачем опять таки они инженеру-строителю. Пускай те кто хочет посвятить себя научной деятельности или вычислительным экспериментам по ним и учатся.
Чтобы эффективно учить инженеров, по-моему надо не столько давать математики, алгоритмы а еще наглядно и понятно показать применения ранее наработанных в прикладной математике методов, понятий.
Например, спектр - для нематематиков это какие-то малопонятные интегралы или конечные ряды с экспонентами, не очень сразу понятный алгоритм БПФ.... Методы решения задач матем.физики в виде рядов Фурье скорее всего усвоятся слабо и будут подзабыты.Но если продемонстрировать возможности компьютерных программ в практических инженерных задачах - это будет помнится
если показать применение скажем БПФ в конкретных задачах скажем обработки процесса в реальном времени или применение в качестве фильтра для изображений или звука .продемонстрировать результат компьютерной обработки . или заставить студента самого получить это - тут он не отвертится.
Математический аппарат надо не только рассказывать в виде лекций, но и демонстрировать, показывать товар лицом. Это тоже искусство, зато как искусство понятно будет многим.
Наверное, умение для инженера пользоваться готовыми специализированными программами в его области деятельности тоже можно отнести к информатике, но адаптированной под его специальность
(прагматическая мера).

 Профиль  
                  
 
 Re: что такое информатика и ее преподавание (в школе)
Сообщение15.01.2012, 10:51 
Заслуженный участник


15/05/05
3445
USA
_hum_ в сообщении #526803 писал(а):
PAV в сообщении #526718 писал(а):
Не говоря уже о том, что в реальной жизни на реальных данных алгоритм, имеющий теоретическую экспоненциальную сложность, запросто может работать в разы быстрее (а реализован проще) какого-нибудь заумного полиномиального.
А можно пример? :)
Задачи линейного программирования уже 60+ лет успешно решаются симплексным методом, имеющим экспоненциальную сложность. А полиномиальный алгоритм Хачияна, открытый 30+ лет назад, оказался не пригодным для практики.

 Профиль  
                  
 
 Re: что такое информатика и ее преподавание (в школе)
Сообщение15.01.2012, 14:19 


15/04/10
985
г.Москва
Цитата:
Да, и при этом ничуть от этого не страдают, поскольку им в жизни никогда не придется самим это делать. Те, кто занимается этим профессионально, нужные навыки все равно имеют. По мне, гораздо хуже, когда человеку кажется, что он это делать умеет (потому что его этому якобы "учили"), а на деле если попробует, то будет совершать грубые ошибки и даже не заметит этого. Уж лучше пусть не испытывает иллюзий и не берется, а если ему это когда-нибудь понадобится - то обратится к профессионалу.


Но тогда нечего и лицемерием заниматься в ВУЗах. Давайте инженеров вовсе не учить программированию, теоретической математике.... В общем -как бакалавров. А преподавателей, читающих это сократить или перевести читать на другие специализации- связанные с математикой, ИКТ.
(только для ВУЗов это нереально - набор небольшой, а препов много).Или еще лучше, заставить преподавателей ИКТ, программирования заниматься своей специальностью - быть программистами сисадминами,... а не учителями.... (Только и это в России не возможно - возрастной ценз)
А не так:Делаем вид, что учим, студ делают вид, что учатся. А потом ... это никому не нужно
Вон у нас на потоке указание от зав.каф. -все кто активно работал, делал практику могут автоматом без экз получить 4. Когда я учился зачеты-зачетами, а от экзаменов никого не освобождали
Студенты тогда полезут в любые дырки, чтобы не сдавать экз, не учить. А в глубине души еще не будут уважать за это преподавателей

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 15 ] 

Модераторы: Модераторы, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group