Мектептерде информатиканы оқытуды стандарттау
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖƏНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Е. Ы. Бидайбеков, М. П. Лапчик, Ж. К. Нұрбекова, А. Е. Сағымбаева, Г. С. Жарасова, Н. Н. Оспанова, Д. Н. Исабаева
Информатиканы оқыту əдістемесі
Оқулық
Алматы, 2014
ƏОЖ 372.8: 002
КБЖ 32.81
Б 52
Қазақстан Республикасы Білім жəне ғылым министрлігінің Оқулық
республикалық ғылыми-практикалық орталығы бекіткен
Пікір берушілер:
Медеуов Е. Ө. - педагогика ғылымдарының докторы, профессор; Мұхамбетжанова С. Т. - педагогика ғылымдарының докторы, доцент; Тəжіғұлова Ə. І. - педагогика ғылымдарының докторы, доцент.
Жалпы редакциясын басқарған: п.ғ.д., профессор Е. Ы. Бидайбеков.
Авторлар: Бидайбеков Е. Ы. (1-20 тарау), Лапчик М. П. (1-20 тарау), Нұрбекова Ж. К. (1-6-тарау, 9-тарау, 13-тарау, 1-12 қосымша), Сағымбаева А. Е. (1-5 тарау, 7-9-тарау, 20-тарау, 14-қосымша), Жарасова Г. С. (16, 18, 19, 20-тарау, 1-13 қосымша), Оспанова Н. Н. (14-16 тарау, 20-тарау, 1-12 қосымша),
Исабаева Д. Н. (10-12 тарау, 17-тарау)
Бидайбеков Е. Ы.
Б 52 Информатиканы оқыту əдістемесі: Оқулық. Е. Ы. Бидайбеков. -
Алматы, 2014. - 588 б.
ISBN 978-601-217-481-6
Оқулық педагогикалық жоғары оқу орындарының студенттеріне Ин- форматиканы оқыту əдістемесі курсын жүйелі түрде оқып-үйренуге арналған. Оқулықта жалпы білім беретін орта мектепте информатиканы оқыту əдістемесінің жалпы мəселелері мен информатиканың мазмұндық желілерін оқытудың жеке əдістемелері қарастырылған.
Оқулық жалпы білім беретін мектеп мұғалімдері мен арнайы орта оқу орындары, колледж оқытушыларына информатикадан сабақтарды жоспар- лап жүргізуге жетекші құрал ретінде, сонымен қатар оқу орындарында ин- форматиканы оқытуды ұйымдастыру мəселелері мен оны оқытудың даму болашағын білуге мүдделі оқытушыларға, ЖОО-ның студенттеріне, магис- транттар мен докторанттарға арналған.
ISBN 978-601-217-481-6
ƏОЖ 372.8: 002
КБЖ 32.81
(C) Е. Ы. Бидайбеков, М. П. Лапчик, Ж. К. Нұрбекова, А. Е. Сағымбаева, Г. С. Жарасова, Н. Н. Оспанова,
Д. Н. Исабекова, 2014
(C) ҚР Жоғары оқу орындарының қауымдастығы, 2014
АЛҒЫ СӨЗ
Информатиканы оқыту əдістемесі курсы болашақ информа- тика мұғалімдерін кəсіби дайындаудың 5В011100-Информатика мамандығы бойынша Қазақстан Республикасы Мемлекеттік жалпы- ға міндетті білім стандартының жоғары кəсіби білім беру пəндерінің негізгілерінің бірі болып табылады. Бұл курстың аты (бұрынғы ЖАК бойынша) ғылыми мамандық атымен түгелге дерлік сəйкес, тек қана, айырмашылығы оқыту-дан кейін жəне тəрбиелеу де- ген сөзден тұрады. Жалпы, айта кетерлік нəрсе, қандай да бір оқу пəнін оқытудың əдістемесі курсын (ғылыми мамандығын қоса), ғылыми дəйектілік тұрғысынан қарағанда, (пəн) дидактикасы не- месе, тіпті, (пəн) педагогикасы (батыс елдерінде солай аталады да) деп те атау дұрыс болар ма еді, бірақ, дəстүрдің аты дəстүр, аталмыш курсты, оның ресми атына тəуелсіз, оқытушылар да, студенттер де күнделікті өмірде Информатика əдістемесі, ары барса, Информа- тиканы оқыту əдістемесі деп қысқаша атайды. Сондықтан да оқулық мазмұнын баяндауда осы ескі дəстүрге сай аттарды сескенбей пайдаланатынымызды атап өткен абзал. Оның үстіне, ұсынылып отырған оқулық мазмұнында жоғарыда келтірілген құраушылардың: теория, əдістеме мен тəрбиелеудің өз орынын тапқаны.
Осы уақытқа дейін баспадан шыққан оқулықтар мен оқу құралдар санаулы ғана. Алдымен, орыс тілінде Ресейде шыққан М. П. Лапчик пен А. И. Бочкиннің [1, 2], М. П. Лапчикпен бірлескен авторлар ұжымының оқу құралдарын [1, 3-11] атап өтуге болады. Ал, қазақ тілінде М. П. Лапчиктің ең алғаш, информатиканы мектеп- ке енгізіп, оқушылар үшін алғашқы оқу кітаптары мен мұғалімдер үшін əдістемелік жетекшілер бойынша жұмыстар, іс жүзінде, біте салысымен шыққан оқу құралының (М. П. Лапчиктің Методика преподавания информатики педагогикалық институттарға арналып жазылған КСРО ағарту Министрлігі шығарған оқу құралы, 1987) ау- дармасын (аударған Қ. С. Əбдиев, редакциялаған Е. Ы. Бидайбеков) айтуға болады. Онымен қоса, жоғарыда көрсетілген М. П. Лапчик
пен А. И. Бочкиннің оқу құралдарының төңірегінде құрастыра жазы- лып шыққан жəне М. П. Лапчикпен бірлескен авторлар ұжымы оқу құралдары негізінде жеделдете жазылған тираждары көп емес оқу құралдарының, кемшіліктеріне қарамастан, біздің еліміз көлемінде алатын өз орны бар.
Осы уақытқа дейін информатиканы оқыту əдістемесі курсы бо- йынша мемлекеттік тілде жүйелі оқу құралын жасау қолға алынған емес. Оның түрлі себептері бар. Оның бірі - мектеп оқу жоспарындағы информатика курсының орны жəне соған сəйкес оның мақсаттары мен мазмұны төңірегіндегі бітпестей сенімсіздік жағдай. Бұл жағдай жалпы білім беретін орта мектеп стандарты 2002 жылдан кейін ресми түрде қайта қарастырылмауынан (2013 жылы қайта толықтырылып бекітілуінен), 12 жылдық мектеп стандарты, бірнеше рет жасауға ұмтылыс болғанымен, қолға алынбауынан, сонымен қатар, білімді ақпараттандыру, оның ішінде, электрондық оқыту мəселелері ойдағыдай көтеріліп, іске асырылуы аясында информатиканы оқыту мəселелері көлеңкеде қалып қойғандай əсер қалдыратындығынан туындаған болуы да мүмкін. Бұл оқулық мектепте информатика пəні бар деп қана емес, информатика пəні болды деген жəне білімді ақпараттандыру жағдайында да информатика пəнінің орны мен мəні бұрынғыдан да артар деген үмітпен жазылып, ұсынылып отыр. Ке- лешекте 12 жылдық мектептің оқу жоспарының ендірілуіне көп үміт артуға болады. Оқулық мазмұнына, авторлардың өз зерттеулері бо- йынша жазылған 12 жылдық мектеп оқу жоспарындағы информа- тиканы оқыту құрылымы жайында атты параграфтың енуі бекер емес.
Педагогика ғылымының жаңа бағыты информатиканы оқыту теориясы мен əдістемесінің теориялық негізін ұғынып қалыптастырудағы əлі де болса алынбаған қиындықтар баршылық. Қазіргі жағдайда, жаңа əдістемелік ғылымның теориясы мен прак- тикасы өз қалыптасуының бастапқы кезеңінен өтті деуге болады. Сондықтан бəрін жүйелеп толық қамтыдық деуден аулақпыз, не дегенмен бұл кітаптың дүниеге келуі жаңа педагогикалық ғылым
- информатиканы оқыту теориясы мен əдістемесінің теориялық негізі мазмұндық-əдістемелік толықтырылуы бойынша да дамуына ықпалы болатындығына сенеміз.
Оқулықтың бірінші бөлімі жалпы білім беретін орта мектепте информатиканы оқыту əдістемесінің жалпы мəселелері (информати-
каны оқыту əдістемесінің пəні, орта мектепте информатика курсын енгізу тарихы, оқыту мақсаттары мен міндеттері, мазмұнын таңдап алу принциптері, мектепте информатиканы оқытуды ұйымдастыру жəне əр түрлі білім беру деңгейлерінде информатиканы оқыту мəселелері жəне т.б.) қарастырылған. Информатиканы оқытудың жалпы əдістемесі негізгі мағлұматтардан тұратын он тараудан тұрады. Əрбір тарауда семинар сабақтарын жүргізуге нұсқаулар мен кең көлемде библиография берілген.
Оқулықтың екінші бөлімінде информатиканың негізгі мазмұндық желілерін оқытудың нақты əдістемелері қарастырылған, сонымен қатар жаратылыстану-математикалық жəне қоғамдық- гуманитарлық бағыттардағы жоғары сыныптарда информатиканы оқыту мəселелері мен жоғарғы сыныптарда информатиканың таңдау курстарының мазмұндары берілген он тараудан тұрады. Əрбір та- раудан кейін студенттерге арналып зертханалық практикумдардың тапсырмалары берілген.
Қосымшада информатиканың мазмұндық желілерін оқытудың білім жүйесі сызба түрінде келтірілген жəне информатиканы оқыту əдістемесі курсы бойынша тест тапсырмаларының үлгілері келтірілген.
Оқулық педагогикалық жоғарғы оқу орындарының 5В011100- Информатика мамандығында оқитын студенттерге, информати- ка пəні бойынша сабақтарды жоспарлап жүргізуге жетекші құрал ретінде жалпы білім беретін мектеп мұғалімдері мен арнайы орта оқу орындары, колледж оқытушыларына, сонымен қатар, магис- транттар мен докторанттарға арналған.
1-БӨЛІМ
МЕКТЕПТЕ ИНФОРМАТИКАНЫ ОҚЫТУ ТЕОРИЯСЫ МЕН ƏДІСТЕМЕСІНІҢ ЖАЛПЫ МƏСЕЛЕЛЕРІ
1- ТАРАУ
ОРТА МЕКТЕПКЕ ИНФОРМАТИКАНЫ ЕНГІЗУ КЕЗЕҢДЕРІ
Информатика жаңа оқу пəні ретінде барлық типтік мектептер- ге 1985 жылдың 1 қыркүйегінде енгізіліп, ол пəн Информатика жəне есептеуіш техника негіздері (ИЕТН) деп аталды. Жалпы білім беретін мектепте бұл пəн жоғарғы екі сыныпта оқытылды (ол кезде бұл 9-10 сыныптар болатын).
Информатика жалпы білім беретін мектептің оқу жоспа- рына біртіндеп енуі айтарлықтай бұрын басталып, бұл үдеріс оқушылардың кибернетика жəне программалау элементтерін оқып үйрену тəжірибелерінен бастау алды. Сол кездегі кеңес білім беру тарихында мектептің білім беру жүйесінде ғана емес, сонымен қатар, қоғамда да маңызды орын аларлық ілгерілеуді сипаттай- тын, бірнеше барынша нақтылы кезеңдерді атап өтуге болады. Осы ілгерілеу (дүниетанымдық, оқу-əдістемелік, ұйымдастырушылық, тағы тағылар) өткен ғасырдың 1980 жылдарының ортасын- да информатиканың жеке оқу пəні ретінде мектепке енгізу мен қалыптасуын қамтамасыз ететіндей жағдай жасалды. Төменде бұрынғы кеңестік социалистік республикалар одағы (КСРО) елдерінің барлығында дерлік, орта мектептеріне ИЕТН пəнін енгізудің алғышарттарына қысқаша шолу жасалынған.
0.1 Бастама
Алғашқы электрондық есептеуіш машиналар бұрынғы КСРО- да ХХ ғасырдың 50 жылдарының басында пайда болды [12, 13]. Бұған қоса адамзат қызметінің жаңа саласы - электрондық есептеу машиналарына (ЭЕМ) программа жасау - программалау қарқынды дами бастады. Өзінің қалыптасуының бастапқы кезеңінде-ақ, тіл құралдары мен əдістерінің жетілмегендігіне қарамастан, ЭЕМ-де
программалау оқушылардың оны түсініп, қабылдау мүмкіндіктеріне шек қоятындай қандай да бір түбегейлі қиыншылықтарды қамтымағандығын айта кеткен жөн, өйткені ЭЕМ үшін күрделі емес оқу программаларын құру жеткiншек жастағы оқушының шамасы келетiн, қарапайым жəне жалпыға бірдей ұғымдардың шектеулі ауқымына сүйенеді.
Алғашқы ЭЕМ-дердің ғылыми-зерттеу мекемелерінде жəне жоғарғы оқу орындарының iрi орталықтарында пайда бола салысымен-ақ, оған мамандардың құлшынысы жəне оқушылармен ізденушілік жұмыс жүргізуге деген қызығушылықтары ЭЕМ-де про- граммалау бастамаларын оқып үйренетін оқушылар (көбіне əртүрлі жастағы) топтары құрылды.
Осы сияқты практика ең алғаш рет қай жерде іске асырылғанды- ғын анықтау қиын. Мысалы, бізге 50-жылдардың соңына қарай осындай тəжірибе КCРО Ғылым Академиясының болашақ акаде- мигі жəне мектеп информатикасының алғашқы нұсқасын жасауды ұйымдастырушы, математиктер мен программалаушылардың ең əйгілі өкілі А. П. Ершовтың қатысумен (1931-1988) жəне ол кісінің басшылығымен Академқалашыққа тиесілі Новосібірдің бірқатар мектептерінiң есептеуіш техника базасында даму алғандығы белгілі [14]. Қысқа мерзім ішінде осындай бағыттағы жұмыстарға еліміздің ғылыми-зерттеу институттарынан жəне университеттерінен жаңашыл-оқымысты ғалымдарықосылды. Бұл алғашқы қадамдардың оқушыларға жүйелі программалау оқу курсының жасалуына тікелей қатысы болмаса да, олар оқушыларға программалауды оқыту идея- сын түбегейлі жүзеге асыруға болатындығын көрсетті.
0.2 Математикалық бағдардағы мектептер негізінде программалауға мамандандыру
Орта мектептiң оқушыларына арналған бірінші ресми про- граммалау курсы бойынша оқу бағдарламаларының пайда болуына 60-жылдардың басында жалпы орта білім беру негiзiнде есептеуіш
oo программалаушыларды алдын ала кəсіби дайындауды іске асыра- тын, математикаға мамандандыратын мектептердің ашылуы себеп- кер болды. Сол жылдары С. И. Шварцбурдтың Мəскеу қаласының Первомайский ауданындағы №425-ші мектептің сыныптарының
бірінде 1959 жылдың қыркүйек айынан бастап жүргізген тəжірибе жұмысы кеңінен белгілі болды [15-17].
1960-1961 оқу жылынан бастап программалаушылар дайындай- тын мектептердің саны өсе бастады. Мəскеулік №425-ші мектеп пен басқа да есептеуші-программалаушылар дайындайтын мектептердің тəжірибесі негізінде 1961 жылдың маусымында Ресейдiң ағарту министрлiгi математикаға мамандандыратын мектептер үшін оқу жоспарына, математиканың жалпы курсы бойынша Математикалық машиналар жəне программалау, Есептеуіш математика (бұл пəн алғашқыда Жуық есептеулер деп аталды) оқу пəндері бойынша бағдарламалардың алғашқы нұсқасын бекітті.
Сол кездерде Қазақстанда Республикалық физика-математика мектеп-интернаты мен С. М. Киров атындағы Қазақ мемлекеттік университетінің базасында есептеуші-программалаушы қосымша мамандыққа даярлау бағытында орасан зор жұмыстар жүргізілді.
1976-1984 жылдары Қазақстан Республикасы Ұлттық Ғылым Академиясының академигі А. Т. Лукьяновтың жетекшілігімен С. М. Киров атындағы Қазақ Мемлекеттік университетінің маман- дандары мектеп оқушыларын программалау мен ЭЕМ-де жұмыс істеуге үйрету жұмыстарын жүргізді [18, 19]. Бұл жұмыстардың бір ерекшелігі модельдеуге, математикалық модельдеуге көңіл бөлінуінде екендігін атап өткен жөн. Осыған ұқсас жұмыстар Ядролық ғылыми зерттеу институтында, тағы басқа жерлерде де жүргізілді.
Программалау саласындағы мамандықтары бар мектептер қатарының дамуы оқушыларға программалауды оқыту мəселелеріне арналған көптеген мақалалар мен əдістемелік зерттеулердің, құралдардың шығуына үлкен ықпал жасап, барынша маңызды оң рөл атқарды. Мысалы, 1960 жылдардың басынан шыға бастаған Ма- тематика в школе журналы үшін оғаштау программалауды оқыту бойынша материалдарды (С. И. Шварцбурд [15,17]), сонымен қатар, математикаға мамандандырылған мектептер үшін арнайы матери- алдарды (мысалы, 1965-1970 жылдары шыққан Проблемы мате- матической школы атты тамаша сериясының алғашқы мақалалары жинағын [20] атап өтсе де жеткілікті) айтуға болады.
Осы жылдары математикаға мамандандыратын мектептер үшін дайындалған А. Л. Брудноның [21] мазмұнды белгілеулердегі про- граммалау жүйесіне негізделген оқу құралы кеңінен танымал бол-
ды. Жоғары əдістемелік деңгейде жазылған бұл кітаптар програм- малау бойынша факультативтік курстардың қалыптасуына да елеулі рөл атқарды.
1980 жылдардың басында Қазақстан мектептерінде програм- малау тілдері бойынша арнайы курстар жүргізілді, ал Алматы қаласындағы Республикалық физика-математика мектеп-интер- натында 8-10 сынып оқушыларына программалау тілі ретінде ФОРТРАН тілі оқытылып, мектеп бітіргенде оқушыларға бірінші разрядтағы есептеуші-программалаушы куəліктері берілді.
0.3 Оқушыларға кибернетика элементтерін оқытудың бастапқы тəжірибелері
Мектеп информатикасының мазмұндық-əдiстемелiк желілерінің ішінде келешегі зор екендігі тəжірибелер негізінде анықтала оты- рып, оқушыларға кибернетика элементтерін оқыту 1960 жылдардың басынан бастап дами бастады. Бұл зерттеу бағытының көш басында 1961 жылдан бастап орта мектепке арнайы жасалған кибернетиканың жалпы негіздері курсын тəжiрибе ретiнде оқытуды қолға алып, кибер- нетика негіздерін жалпы білім берудің базалық (мiндеттi) құрылымы ретінде орта мектептің оқу жоспарына енгізудің қажеттілігін табандылықпен дəлелдеген В. С. Леднев болды.
Кейіннен бұл жаңа ғылыми-əдістемелік зерттеу бағытына В. С. Ледневтің [22, 23] шəкірті А. А. Кузнецов белсене араласты. Қолға алынған зерттеулер кең көлемде, мектепте жалпы білім беру- ге көзделе жүргізіліп, жалпы орта білім берудегі бірқатар маңызды ортақ мəселелердi, білім беру мазмұнындағы кибернетиканың алатын орнын, мектеп оқушыларының білім алуында оның маңыздылығын, оны мектепте оқыту жолдары, кибернетика кур- сын оқыту əдістемесі мен мазмұнын қамтығандығын атап өткен жөн [23]. Осыдан ширек ғасыр бұрын В. С. Леднев пен А. А. Куз- нецов жалпы орта білім үшін кибернетика негіздерінің жалпы білім беру жəне политехникалық мəні туралы бұлтартпас қорытындылар жасауға мүмкіндік беретін дəйектерді тұжырымдады. Солардың ішінен кейбіреулерін ғана келтірейік: Кибернетика табиғаты əртүрлі жүйелерге тəн ақпараттық байланыстар туралы түсінікті, барлық мақсатқа сай əрекет ететін жүйелердiң басқару ұйымдары
құрылымының ортақтығын енгізе отырып, əлемнiң бірлігі туралы түсініктердің қалыптасуына мүмкіндік туғызады. Оқу пəндері, оның ішінде, кибернетика арқылы да əр тұрғыдан оқылып, зерттелетін құбылыстар мен үдерістер түсіндірмесі оқушылардың əлем туралы терең, жан-жақты, шынайы ғылыми түсініктердi қабылдауына əкеп тірейді.
Кибернетиканы оқып үйрену негізгі дүниетанымдық идея- ларды барынша жүйелі түрде баяндауға мүмкіндіктер жасап, орта мектептегi оқуды қоршаған ортаны диалектикалық-материалистік тұрғыдан түсінуге əсер ететiн маңызды тұжырымдар мен жал- пылаулармен аяқтауға мүмкiндiк туғызады. Кибернетика адамзат танымының ауқымын кеңейтіп, бұрын ғылым мүлде ене алмаған салаларға енеді, ал бұл, сонымен бірге, адамзат танымы шектеулi деген алуан түрлі көзқарастарды жоққа шығаратындықтан, үлкен дүниетанымдық мағынаға ие болады.
Оқушыларды кəсіби білім алуға дайындауда кибернетиканың орны, ең алдымен, кəсіби мектепте жүзеге асырылатын бiрқатар практикалық ғылымдарды оқыту кибернетиканың негіздерiн оқып үйренуге тура не жанама түрде негізделгендігімен анықталады. Жалпы орта білім кез келген бағыттағы кəсіби білім алудың негізі болатындықтан, кибернетиканы оқып үйрену қазіргі уақытта орта мектеп оқушыларын кəсіби білім алуға дайындауға жəне оларда жалпы еңбектегі біліктілік пен дағдылардың қалыптасуына қажет болып табылады [23].
Ұзақ мерзiмде жүргiзiлген теориялық - тəжiрибелiк жұмыстар- дың негізінде бір мəндi қорытынды жасалды: ... кибернетиканы оқып үйрену жалпы орта білім берудің мазмұнына жеке пəн ретінде енуі керек [23]. Бірақ зерттеушілердің сол кездегi барынша қол жеткізгені - бұл 1970 жылдардың ортасында жалпы көлемі 140 сағат болатын Кибернетика негіздері курсын жалпы білім беретін орта мектептің факультативтік курстарының қатарына енуі (9-10 сынып- тарда 70 сағаттан) [22]. Ұсынылған оқу материалының мазмұны туралы түсінік алу үшін төменде факультативтің негізгі бөлімдері келтірілген.
Кіріспе
1. Алғашқы түсiнiктер 6 сағат
2. Кибернетика нені оқытады 2 сағат
3. Модель 6 cағат
4. Кибернетикалық жүйеде ақпараттың
өрнектелуі (берiлуi) 6 сағат
Түрлендiру жəне информатика түрлендiрушiлері
Алгоритм жəне ақпаратты түрлендiру 12 сағат
Ақпаратты логикалық түрлендiрушiлер 24 сағат
Шектеулі автоматтар 14 сағат
Цифрлық есептеу машиналары (ЦЕМ) 18 сағат
ЦЕМ үшін программалау 14 сағат
Сигнал жəне ақпарат
Ықтималдықтар теориясының элементтері 8 сағат
Энтропия жəне ақпарат 8 сағат
Кодтау жəне хабарлардың берілуі 8 сағат
Басқару жүйесін құру принциптері 12 сағат
Қорытынды 2 сағат
Осы зерттеуде қарастырылған басқару, автоматтандыру, со- нымен қатар ақпаратты сақтау, тарату, түрлендiру мен пайдалану сияқты кибернетикалық категориялар мен ұғымдар кейіннен алго- ритмдеу мен программалау негіздерiмен қатар мектеп информати- касы курсының негiзгi компоненттерінің қатарына енгізілді. Сол себептен осы теориялық тұрғыда негізделген, тəжірибелік жұмыс үдерісінде əдістемелік тұрғыда сынақтан өткен кибернетиканың жалпы білім беру курсының негіздері (қазіргі атымен атағанда - информатиканың) қазіргі мектеп информатика курсының іргелі компоненттерін қалыптастырудың алғы шарттары жасалды деп есептеуге болады.
Математикалық логиканы оқитын оқушылардың оқу бағдарламасына кибернетика элементтерін енгізу бойынша тəжірибе жұмыстары 1960 жылдардың басында біршама басқа тұрғыда, фа- культативке дейінгі кезеңде Ялта қаласының мектебінде жəне оқушылардың Ізденуші Кіші Ғылым Академиясының базасында В. Н. Касаткиннің басшылығымен жүзеге асырылды [24]. Мұғалімдер мен оқушыларға арналған жаңа оқу əдебиетінің шығуына жəне кең таралуына мүмкіндік туғызған бұл бастамалар [25, 26] сəйкес факультативтік курстардың енуіне ғана емес, сонымен бірге, жал-
пы орта білім берудің мазмұнына кибернетика элементтерін енгізу идеясын белсенді түрде қолдауға да негіз болды.
4.1 Арнайы факультативтік курстарды енгізу
Жалпы білім беретін білімді тереңдету жəне оқушылардың жан- жақты қызығушылығы мен қабілеттіліктерін дамыту мақсатында орта мектептерге факультативтік сабақтар (1966 ж.) - оқу жұмысы- ның жаңа түрі ретінде енгізілгеннен кейін математика мен оның қосымшалары бойынша факультативтік курстарды ұйымдастыру жұмыстары басталды. Олардың қатарында қандай да бір дəрежеде ЭЕМ-дi қолдану ұйғарылған үш факультативтік курс болды:
Программалау, Есептеуіш математика, Векторлық кеңістік жəне сызықтық программалау. Осы факультативтік курстардың, əсiресе, соның ішінде Программалау курсының енгізілуі орта мектепке программалау элементтерінің ілгерілмелі түрде енуінің ұзақ та, бірқилы кезеңінiң басталуына түрткi болды. Бұл үдерістің математикалық мамандандырылуы бар мектепке қарағанда өзгешелігі - программалау бойынша факультативтік сабақтардың, көбінесе, машинасыз оқыту жағдайларында өткізілуінде, айта кету керек, бұл алгоритмдеу мен программалаудың жалпы білім берудегі мəнін ашуға негізделген, тіпті, əдістемелік тұрғыдан, өзіндік ерекшелігі бар тəсілдерді іздеуге жиі алып келдi.
Ақырында, сол жылдардағы математикалық орта білім берудi қайта құруды жүзеге асыруға сəйкес факультативтік сабақтарды жүйеге келтіруге байланысты, мектепке ұсынылған факультативтік курстардыңқатарына Есептеужүйесі жəне ЭЕМ-нің арифметикалық құрылымы (7-сынып), Алгоритмдер жəне программалау (8-сынып), Кибернетика негіздері (9-10 сыныптар), Программа- лау тілдері (10-сынып) сияқты жаңа таңдаулы тақырыптар енгiзiлдi. Сол кездегі арнайы факультативтік курстар шеңберінде ЭЕМ-ге программалау мен кибернетика элементтерін оқытудың мазмұны мен əдістерiн жасауға байланысты негізгі əдістемелік мəселелер И. Н. Антиповтың 27, 28], В. М. Монаховтың 29, 30], В. С. Лед- нев пен А. А. Кузнецовтың 31, 32, 33, 2, 23, 22], В. Н. Касаткиннің, М. П. Лапчиктiң 3-5], Е. Ы. Бидайбековтың 34-43] жəне тағы басқа ғалымдардың еңбектерiнде, сондай-ақ көптеген басқа əдістемелік
жасалымдарда өз шешімін тапты.
Шынын айту керек, ЭЕМ үшiн программалауды жəне кибер- нетика элементтерін оқытуға арналған арнайы факультативтік курстар кең көлемде тарала алмады. Бұл басты екі нəрсеге - мұғалімдердің курсты өткізуге дайын еместігі мен материалдық базаның жеткіліксіздігіне байланысты болды. Сонымен бірге, сол кездегі КСРО-ның ЭЕМ-ді шығару саласында артта қала баста- уынан туындаған программалау бойынша əдебиеттерді идеялық тұрғыдан қайта жарақтандырудың ұзаққа созылуы да əсерін тигізді. Осының салдарынан, 70-жылдардың ортасында мектеп- терге программалаудың ескірген тəсілдері негізінде құрылған оқу құралдары ұсынылды. Не дегенмен, табанды насихатталынып, көп жағдайда, оның ішінде, машинасыз оқыту жағдайында да практик мұғалімдердің тек ынта-ықыласының арқасында сақталынып қалған программалау бойынша арнайы факультативтік курстар, қалай болғанымен, мұғалімдер арасында жаңа қызықты жəне практикалық мəнi бар сала - ЭЕМ үшiн программалау туралы түсініктің таралуы- на мүмкіндік туғызды.
Осындай жолмен жиналған тəжірибелер, əсіресе, есептеу тех- никасымен жабдықталған ғылыми-өндірістік кəсіпорындар мен мектептер арасындағы байланыстардың дамуы оқу-өндірістік ком- бинаттары базасындағы мектептік білім беру саласына программа- лау мен есептеу техниканы ендірудің жаңа арнасының дамуына жол ашты.
4.2 Оқу өндiрiстiк комбинаттары базасында мамандандыру мəселелері
1970 жылдардың басында сол кездегі мектепаралық оқу- өндірістік комбинаттар (ОӨК) жүйесінiң даму шеңберінде оқушыларды əртүрлi бағыттағы кең таралған жұмысшы кəсіптерге дайындаумен қатар, жоғары сынып оқушыларын есептеуіш техника саласына кəсіби дайындау бойынша мамандандыру пайда бола бас- тады. Осыған сəйкес тəжiрибелiк-эксперимент 1971 жылы Мəскеу қаласының Первомай ауданындағы оқу-өндірістік комбинатында ба- сталды.
Ғылыми-əдістемелік басқару қызметі КСРО-ның педагогикалық ғылымдар Академиясындағы оқытудың мазмұны мен əдiстерiн
зерттейтiн ҒЗИ-дiң С. И. Шварцбурд басқаратын қолданбалы ма- тематика зертханасына жүктелiп [44], кешенді автоматтандыру орталық ғылыми-зерттеу институтының есептеу орталығы базалық кəсіпорын болып белгіленді.
Кейінiрек, 1972 жылы Мəскеуде кең танымал болған №1 Ок- тябрь оқу-өндірістік комбинаты құрылды. 1984 жылға дейін Октябрь ОӨК-ның базалық кəсіпорны - КСРО-ның электрондық басқару ма- шиналары институты болса, 1984 жылдан бастап КСРО-ның Ғылым Академиясының жаңадан ұйымдастырылған информатика пробле- малары институты болды [45].
Сол кезде есептеу техникасы мен программалау бойынша маман- дандыру еліміздің барлық қалалық, аудандық ОӨК-тарда ашыла бас- тады. Қысқа мерзім ішінде, көптеген, Ленинградтың, Свердловскі, Новосібір жəне де басқа да қалалардың ОӨК-терінің оң тəжірибелі жұмыстары белгілі болды. Қамқорға алушы қуатты кəсіпорындардан қолдау көретін ОӨК-тердегі сəйкес мамандандырулардың програм- малау бойынша факультативтерден айырмашылығы, əдетте, басы- нан бастап олар түбегейлі оқу-материалдық базамен жəне дайын кадрлармен қамтамасыз етілді. Осының салдарынан олар мектеп- ке жаңа информатика жəне есептеу техникасы негiздерi курсын енгізудің алғашқы кезеңінде оның практикалық бөлігін қолдайтын мектепаралық орталықтарға айналды.
ОӨК-ы базасында оқушыларды есептеу техникасын оқып- үйрену мен оны қолдануға байланысты мамандықтар бойынша бірқатар еңбекке даярлау бағытында ЭЕМ операторы, ЭЕМ үшін қажетті мəліметтерді дайындайтын құралдары операторы, ЭЕМ-нің сыртқы құрылғыларын жөндейтiн электромеханик, электрондық аппараттарды ретке келтіруші, программалаушы-лаборант, есептеу жұмыстарының операторы сияқты мамандықтар ашыла бастады.
Көпшілік қолданатын (дербес компьютерлер, шағын ЭЕМ- дер базасындағы көптерминалды кешендер, сұхбаттық есептеу кешендері жəне т.б.) ЭЕМ-дердің таралуына байланысты ОӨК- де компьютерлiк мамандықтарды дайындаудың түрлері мен мазмұнын қайта қарап, анықтауды жəне көпшілік қолданылатын ЭЕМ-нің функционалдық мүмкіншіліктеріне (қолданбалы программалардың дамыған пакеттерімен жабдықталғандығына, за- манауи программалау жүйелерінің басым қолданылатындығына) сəйкестендіруді талап етеді.
1990 жылдардың басында мемлекеттің экономикалық жүйесін қайта құру барысында, жұмыссыздыққа жəне өз уақытында ОӨК- ның материалдық базасын құрып, қолдау көрсеткен ғылыми- өндірістік кəсіпорындардың құлауы кезеңінде ОӨК орта мектептің білім беру қызметінің бір түрі ретінде түгелге дерлік жоқ болып кетті. Тек олардың салыстырмалы аз ғана бөлiгi қандайда бір өз материалдық базасын жəне педагог мамандарды сақтап қалғандары ғана мектепаралық негізде информатика курсын қолдауды жалғастырып келеді.
4.3 Программалауды оқытудың жалпы білім беру тұрғысынан дамуы. Оқушылардың алгоритмдік мəдениеті
Математикалық бағыттағы мектептерде программалауды оқыту, оқу өндiрiстiк комбинаттардағы сияқты, көбінесе, арнайы, кəсіби бағытталған мүдделерді көздеді. Бірақ сол кезде адамзат қызметінің жаңа саласы ретінде ЭЕМ мен программалаудың жаппай орта мектептiң оқыту мазмұнына жалпы білім беру ықпалын зерттеу табандылықпен жүргізілді. О бастан-ақ, программалау саласынан алынған идеялар мен əдістердiң жалпы бiлiм берерлік күшінің жал- пы мектепте білім беру мазмұнының жаңа іргелі компоненттерiн дамытатындай аса үлкен əлеуеті бар екендігі түсінікті болған бо- латын. Практикалық программалаудың жалпы білім берудегі құндылығының ашылуына сол кезде (XX ғасырдың 60-70 жыл- дары) өтіп жатқан адам мен ЭЕМ арасындағы қатынастың табиғи түрлерінің дамуына бағытталған оның сырт əлпетінің тез өзгеруі де себепші болды. Программалаудың жалпы білім берудегі құндылығы мен ЭЕМ-дi қолданып есеп шығарудың жаңа əдіс-тəсілдерінен жал- пы білім беруге не енуі тиіс жəне ол мектепте оқытудың əдістемесi мен мазмұнына қалай əсер етеді - міне, дербес компьютерлер мен мектеп информатикасының пайда болуы кезеңінiң алдында ғалым- педагогтардың белсенді түрде қызығушылығын тудырған сұрақтар болды.
ЭЕМ-ге программалаудың негізінде берiлген тiлдiң құралдары- мен алгоритмдi құрастырып, сипаттау үдерісі ретінде кең көлемде қарастырылатын алгоритмдеу түсiнiгі жатыр. Бірақта, алгоритмдеу
формальды орындаушы (автомат) мен адамның қатынасы сүйенетін əдіс ретінде ЭЕМ-ге программа құруға ғана байланысты емес. Мо- дельдеу сияқты алгоритмдеу де кибернетиканың жалпы əдісі.
Түрлі жүйелердегі басқару үдерістері белгілі бір алгоритмнің жүзеге асырылуына келтіріледі. Алгоритмдерді құрумен ең қарапайым автоматты құрылғылардың жасалуы да, күрделi өндірістік үдерістерді басқарудың автоматтандырылған жүйесін жасап шығу да байланысты. Алгоритмдеудің іргелі негіздері, бүтіндей, заманауи математиканың теориялық саласында - алгоритмдер теориясында жатыр, бірақ алгоритмдеу, кең практикалық мағынада, алгоритмдер туралы ұтымды ойлаудың ерекше өзіне тəн дағдыларына негізделген белгілі бір практикалық тəсiлдердiң жиынтығы ретінде түсініледі.
Оқушылардың санасында алгоритмдік үдерістер мен оларды сипаттаудың тəсiлдерi туралы түсiнiктер информатика мен есеп- теу техникасының пайда болуына дейін мектеп пəндерін оқу ба- рысында (айқын емес болса да) қалыптасқандығы бiзге жақсы белгiлi. Ол кезде мектеп пəндерінің арасында негізгі басты рөлді операциялық жəне алгоритмдік амал-əрекеттер оның оқу қызметінің маңызды элементтері болғандықтан математика атқарды. Шынын- да да, математикалық алгоритмдерді тұжырымдау, жазу, тексе- ру, сонымен бірге оларды дəл орындау біліктіліктері, "алгоритм" терминінің өзі мектептің оқу бағдарламасында қолданылмаса да, əрқашан да оқушылардың математикалық мəдениетінің маңызды құрамды бөлігі болды. ЭЕМ мен программалаудың тарап, дамуы нəтижесінде математикалық мəдениеттің бұл бөлiгi өзіндік мəнге ие бола бастады, тек оны алгоритмдеудің жалпы маңызды құрамды бөліктерімен толықтыру қажет болды. Осылайша құрылған өзіндік ерекшілігі бар, қазіргі заман адамының жалпы мəдениетінің жаңа элементін анықтайтын жəне сол себептен де мектеп жалпы білім беру мазмұнына қосуға болатын ұғымдар, іскерліктер мен дағдылар жиынтығы - оқушылардың алгоритмдік мəдениеті деген атау алды (М. П. Лапчик [6, 7, 9, 11]).
Алгоритмдеудің жалпы білім берерлік негiзiн талдау нəтижесiнде құрастырылған алгоритмдік мəдениеттің құрамды бөліктерінің тізбесі мен сипаттамасын қарастырайық.
1. Алгоритм ұғымы жəне оның қасиеті. Алгоритм ұғымы
oo алгоритмдеудің негізгі ұғымы жəне тиісінше, алгоритмдік мəдениеттің құрамды бөлігі болып табылады. Алгоритмдеуді оқу
барысында осы ұғымның қатаң математикалық егжей-тегжейлі анықтамасын пайдаланудың қажеті (иə, мүмкіндік те) жоқ, тек оны интуициялық көрнекілік деңгейде түсіндіру жеткілікті. Баяндау барысында алгоритмнің түсiнiктiлiгі, жалпыға бiрдейлiгi, анықталғандығы мен нəтижелілігi сияқты мазмұнды қасиеттері маңызды мағынаға ие болады.
2. Алгоритмдерді сипаттау тілі ұғымы. Алгоритмді сипат- тау мəселесi əрқашанда сипаттауды іске асыратын бір тілдің бо- луын талап етеді. Осы себептен де алгоритм ұғымы алгоритмді өрнектеу (беру) құралы ретіндегі тіл ұғымымен тығыз байланыста болады. Тілді таңдау əр жағдайда алгоритмнің қолдану саласымен, яғни, нақты айтқанда, орындаушы қызметiн атқаратын обьектінің (адамның, автоматтың, компьютердiң) қасиеттерімен анықталады. Сол немесе басқа орындаушымен қарым-қатынас кезінде тіл мүмкiндіктерінің шекарасынан мұқият шықпау талаптарын орындау кейбір жағынан алгоритмдеудің бастапқы негізі болып табылады. Осы жағдайды түсіну жəне пайдаланылатын тілдік құралдардың мүмкіншіліктерін сипаттаманың əрбiр нақты бағытында дəл сақтау алгоритмдік мəдениеттің маңызды құрамды бөлігін құрайды.
3. Сипаттау формализмінің деңгейі. Сипаттау формализмінің деңгейі ұғымы тіл ұғымымен тығыз байланысты. Егер сипаттама автоматқа құрылған болса, онда пайдаланылатын тіл қатаң шектеу- лерге бағынады, олар, əдетте, тілдің синтаксисін құрайтын фор- мальды ережелер жүйесіне келтірілген болуы мүмкін. Осындай жағдайларда тілдің өзі формальданған тілге келтірілді дейді. Бірақ практикада, алгоритмдерді құру үдерісінде, əсiресе, алдын ала сипат- тауларды құру кезiнде қатаң шектелген болуы міндетті емес тілдік құралдарды пайдалануға болады. Оның үстіне, осындай жағдай тек алдын-ала құру үдерісінде ғана емес болуы мүмкін. Мысалы, ал- горитм адамға арналған болса, онда алгоритмдеудің соңғы нұсқасы формальды емес, "екі ұшты" келтірілуі мүмкін.
Практикада қолданылатын алгоритмдердің көбісі осы формальды емес нұсқада "жұмыс істейді". Тек алгоритм орындаушыға түсінікті болуы керек, яғни ол оның мүмкіншіліктері шегінен шығатын сипат- тау құралдарын пайдаланбауы керек.
Сонымен, алгоритмдердi келтірудің практикада қолданылатын формальдау деңгейлері мейлiнше кең диапозонда: формальдаудың мүлдем жоқ болу деңгейінен "сондай немесе басқа мөлшерде"
формальдау деңгейіне дейін жəне соңында "абсолютті" формаль- дау деңгейіне дейін өзгеруі мүмкін. Орындаушыға алгоритмнiң түсiнiктiлiгi факторын ескере отырып, формальдау деңгейі əртүрлi тілдермен жұмыс істей білу де алгоритмдік мəдениеттің маңызды құрамды бөлігі болып табылады.
4. Сипаттаудың дискреттілік (қадамдық) принципі. Алгоритмдi құру қажеттi нəтижеге алып келетін, мүмкiн болатын қарапайым, жай əрекеттердiң дəл мақсатқа бағытталған тізбегін бөліп көрсетудi талап етедi. Осы əрекеттердің ұйымдасқан жиынтығы алгоритмді түсiнiктi жəне нақтылы ететін алгоритмдi сипаттаудың белгілі бір дискреттi құрылымын құрайды. Əр түрлі тілдерде алгоритмнің осындай жеке кезеңдері түрлі құралдармен келтіріледі. Алгоритмнің сөзбен келтірілуінде (табиғи тілде) - бұл жеке сөйлемдер, нұсқаулар, пункттер, схемалар тілінде - бұл жеке блоктар, ЭЕМ-нiң объектілер тiлінде - бұл жеке жарлықтар, жоғарғы деңгейдегі алгоритмдiк тілде
oo операторлар.
5. Блоктар принципі. Алгоритмді құру үшiн қолданылатын тілдердің мүмкіндіктері сипаттауларды (алгоритмдiк жазбаларды) тəптіштеудің қандай да бір дəрежесін таңдап алуды қажет етеді. Бірақ бұл жағдай қажетті алгоритмді құру үдерісінде оның алғашқы схемасын сипаттау үшiн сол алгоритм адрестелген орындаушының мүмкіндігімен салыстырғанда iс-əрекет бірлігі мейлiнше ірілеу бо- латын тiлдi пайдалануға кедергі болмайды. Шын мəнінде, берілген жағдайда күрделі есепті қарапайым есептерге жекелеп бөле білу икемдігі туралы сөз болып отыр. Осындай жолды, əрқашан, есеп барынша күрделі болған жағдайда, оның шешу алгоритмін қажеттi тiлде тез жазу үшiн таңдауға тура келеді. Бұл жағдайда есеп əрқайсысына өзінше мəн берілетін ақпаратты тұйық бөліктерге (блоктарға) бөлiнеді де, есептiң бөліктерін байланыстыратын алғашқы схеманы құрып болғаннан кейін жеке блоктарды тəптіштеу жұмыстары жүргiзiледi. Осы блоктардың əрқайсысы осы дəл қазір сипатталған принцип бойынша тəптіштелуі керек.
Блоктар принципі, шын мəнінде, жалпы ойлау тəсiлi бола тұра, үлкен жалпы білімдiк жəне тəрбиелік мəнге ие. Осы принцип схема- сына əр түрлі саладағы зерттеу үдерістері өте жиі келтіріледі.
Сыртқы байланыстарды анықтап, зерттеуші таныс емес облыс- ты жеке дербес бөліктерге бөлуге тырысады, содан кейін барып əр блоктың ішіне кіредi. Немесе керісінше: жалпы байланыстар схе-
масына шолу жасау мақсатында, алдымен, жеке элементтер дер- бес блоктарға топталады, содан кейін олар бір-бірімен байланыс- тырылады. Блоктар принципі, программалау саласынан алынған тəсiлдердің жалпы білім беру күші қаншалықты бола алатындығын айқын көрсетеді.
Блоктардан аяғына дейін алгоритм құруда ымырасыз əртүрлі екі тəсіл болуы мүмкін:
а) блоктың тəптіштелген сипаты алгоритмнің сəйкес жеріне ор- наласады, ал блок өзінің алгоритмді іздеудiң жалпы тəсілі рөлін та- мамдап, оған "сіңіп" кеткендей болады.
ə) блоктар мазмұны алгоритмге кірмейді, ал оның сəйкес орында- рында жеке орналасқан блоктарға сілтемелер орналасады; басты ал- горитм мен оның жеке блоктары (көмекші алгоритмдер) жиынтығы қорытынды алгоритм болып саналады.
6. Тармақталу принципі. Алгоритмді сипаттауға қолданылатын тiлдердiң алгоритмдік толықтығы талабы алгоритмдiк жазбалар- да логикалық жағдайларды, яғни бастапқы берiлген шарттарға байланысты шешiм қабылдауды талап ететін жағдайларды жүзеге асыру мүмкiндiгiн беретiн құралдардың болуын қамсыздандыруы керек. Осындай алгоритмдерді ұйымдастыру тілдің логикалық (тармақталушы) құралдарын икемді қолдана білудi талап етеді. Мұнда төмендегілерді:
а) сипаттама бастапқы берілгендердің барлық мүмкін нұсқаларын алдын ала ескеруі керектігін жəне олардың əр комбинациясы үшiн нəтижелі болуы қажеттігін;
б) бастапқы берілгендердің нақты мəндері үшін алгоритмнiң орындалуы нақты шарттармен анықталатын жолдардың тек бiреуi бойынша ғана жүзеге асырылатындығын жете түсіну алгоритмдік сауаттылықтың маңызды құрамды бөлігі болып табылады.
7. Циклдiк принцип. Алгоритмдік сипаттамалардың тиімділігі, көп жағдайда, енетiн шамалардың əртүрлі мəндері үшiн сипаттамалардың белгілі бiр үзiндiлерін бірнеше рет пайдалану мүмкіндігімен анықталады. Сипаттамаларды құру тура осындай тəсілге, осы сипаттамаларда қарастырылған əрекеттер ауқымының өсуінен ұзамайтын сипаттамалар құруға негізделген. Сипаттаманың бiр үзiндiсін қайталап жүргізуге оралу тілдің логикалық құралдарын қолдану арқылы ұйымдастырыла алады, бірақ тілдің циклдік алгоритмдерді ұйымдастыратын арнайы құралдары да болуы
мүмкін (мысалы, жоғары деңгейлі тілдердегі цикл операторлары). Қай жағдай болмасын, алгоритмдік мəдениеттің маңызды құрамды бөлігi мұнда циклдік үдерістің жалпы жұмыс істеу схемасын түсіну, əсiресе, алгоритмді құру барысында циклдің қайталанатын (жұмысшы) бөлігін ажырата білу біліктілігі болып табылады.
8. Алгоритмді орындау (негіздеу). Алгоритмдеу үдерісінде ұдайы қолданылатын алгоритмдi сипаттау үшiн құрылған үзiндiлерді жоспарланған нəтижелерден басқаша, қандай да бір мезетте автордың өзі не орындаушы қалай жасағысы келсе, солай емес, олар қалай сипатталса солай қабылдап, орындау біліктілігі алгоритмдік сауаттылықтың маңызды компоненті болып табылады. Басқа сөзбен айтқанда, автордың ойлағаны мен нақты жазылған нəрсе неге келтіретіндігін айқын салыстыра (бөле де) білудің дамыған біліктілігі талап етiледі. Алгоритмдеудің осы құрамды бөлігі алгоритмнiң ав- торын ұдайы суыққанды жəне тақуа орындаушы болуға мəжбүр етеді жəне, шын мəнінде, алгоритмнің дұрыстығына бақылау жа- сап, алгоритмді негiздеу бойынша алгоритмдік сипаттама жасау үдерісіндегі жалғыз жұмыс iстейтін (оны шын орындаушыға берген- ге дейін) құрал болып табылады.
9. Мəліметтерді ұйымдастыру. Алгоритм үшiн бастапқы мате- риал өңдеуге жататын ақпарат немесе бастапқы берілгендер болып табылады. Алгоритмді құрушы өңдеуді қандай ретпен жүргізуді ғана емес, сонымен қатар, алгоритмнің орындалуында алынған соңғы жəне аралық нəтижелерді қай жерге, қалай тиянақтап алуды ойлауы керек.
Жоғарыда көрсетілген алгоритмдік мəдениеттің құрамды бөліктерін меңгеру алгоритмдер құру - алгоритмдеу, демек, ЭЕМ үшін программалау дағдыларын қалыптастырудың негізiн қалайды. Дегенмен, алгоритмдік мəдениетті құрайтын құрамды бөліктердің ерекшелігі олардың тек оқушының ЭЕМ-мен қарым- қатынасына ғана бағытталғандығынан ғана емес, жалпы айтқанда, программалаудан тəуелсіз кең мағынасы бар екендігінен тұрады. Басқа сөзбен айтқанда, оқушының алгоритмдік мəдениеті жалпы
программалауға дейінгі түсініктер, біліктілiктер мен дағдылардың жиынтығы ретiнде оқушының алғашқы бір сауаттылық деңгейiн қамтамасыз етеді. Бұл тек оқушы-компьютер жүйесінде ғана емес, сонымен бірге формальды емес оқушы-мұғалім, оқушы-оқушы т.с.с. машинасыз жүйелерде де жемісті жұмыс істеуді қамтамасыз
етеді, яғни, жеке алғанда, компьютерлік жағдайдан тыс оқу пəндері шеңберінде оқушылардың іс-əрекетіне қызмет жасайтын операциялық толықтыру жасайды деуге болады.
ИЕТН пəнін мектепке енгізуге байланысты академик Е. П. Ве- лихов атап өткендей, информатика компьютерлерді пайдалануға келтірілмейтін, көшеде жолаушыға жол бағытын түсiндiре алу икемділігі сияқты жалпы адамзат мəдениетінің бір бөлігі болып та- былады [46].
Орта мектептің программалау курсына жалпы білім беру материа- лын айқындауға бағытталған зерттеулердің нəтижесі мектептiң оқу жоспарына жаппай енгізу мақсатында программалау курсынан жал- пы білім беретiн пəндi (бөлімді) қалыптастырудың педагогикалық мəселесіне əкеп тіреді. Осындай əрекет 1970 жылдардың ортасын- да ең алғаш рет жүзеге асырылды: 8-сыныптың алгебра курсында
Есептеу жəне алгоритмдер тақырыбы бойынша əңгімелесуге арналған материал, ал кейінірек 11 сағаттық Алгоритмдер жəне программалау элементтері бөлiмi пайда болды [47].
Мектептiң бiлiм берудiң жүйелі мазмұнына ЭЕМ-ге арналған программалау туралы мəліметтердің кенеттен бұзып өтуінің мəнін бағалау қиын, бұған қарамастан бұл əрекет бүтіндей алғанда сəтсіз болып шықты жəне бұл жаңа бөлiм көп кешікпей алгеб- ра оқулығынан алынып тасталынды. Себебi сол уақытқа дейiн жасалынған алгоритмдеуді көрнекі оқытуға арналған аз да болса оқу-əдістемелік құралдарды ендiрудiң орнына оқулыққа Алгол-60 тілінің формальді ағылшын тіліндегі нұсқасы енгізілді, ал бұл өз кезегiнде дайындықсыз математика мұғалімдерін естен тандыр- ды. Нəтижесінде оқушыларға алгоритмдік мəдениеттің құрамды бөліктерін қалыптастыру үшiн оқу машинасы (гипотетикалық) жəне алгоритмдеу тілдерін пайдалану идеяларының дамуы жанданды- рылды (И. Н. Антипов [48, 49], М. П. Лапчик [9] жəне т.б.). Мерзімді əдiстемелiк басылымдарда мектепке кибернетика элементтерін, ЭЕМ мен программалауды оқытуға арналған жалпы білім беретін курстарды табанды түрде енгізу керектігі жайында мəселе қойылып, оны талқылауға əдіскерлермен бірге атақты математиктер де [50-55 жəне т.б.] қатысты. Сол кезде алгоритмдеудiң мазмұндық-əдiстемелiк аспектілерiнiң дəстүрлі мектеп пəндеріне пəнаралық ықпалы, ең алдымен, математикаға тіл арқылы, мазмұнының алгоритмдік бағыттылығы, білімнің қолданбалы жағына назардың күшеюі жəне
т.с.с. [56, 9, 55, 20, 57] арқылы ықпалы зерттелді. Осы жұмыстардың болашақтағы маңыздылығы - олардың программалау идеялары мен əдістерінiң оқыту мазмұны мен үдерісіне терең ықпал етуі қырларын қарастырғандығында. Олардың кемшiлiктері он жыл өткеннен кейін мектептерді батыл түрде компьютерлендiру етек алғанда толығымен біліне бастады.
9.1 "Информатика жəне есептеуіш техника негiздерi" пəнін мектепке енгізу
Сонымен, мектептерді компьютерлендіру саласындағы нақты ұйымдастыру-əдістемелік шараларды талқылауға жалпы білім беретін жəне кəсіби мектептердің реформасының негізгі бағыттары түрткі болды (1984 ж.) [58]. Солуақыттағымектеп реформасының бас- ты қағидаларының бірі ол алғашқы рет ашық декларацияланған ин- форматика жəне есептеу техникасын мектептің оқу-тəрбие үдерісіне енгізіп, жастарды жалпы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Е. Ы. Бидайбеков, М. П. Лапчик, Ж. К. Нұрбекова, А. Е. Сағымбаева, Г. С. Жарасова, Н. Н. Оспанова, Д. Н. Исабаева
Информатиканы оқыту əдістемесі
Оқулық
Алматы, 2014
ƏОЖ 372.8: 002
КБЖ 32.81
Б 52
Қазақстан Республикасы Білім жəне ғылым министрлігінің Оқулық
республикалық ғылыми-практикалық орталығы бекіткен
Пікір берушілер:
Медеуов Е. Ө. - педагогика ғылымдарының докторы, профессор; Мұхамбетжанова С. Т. - педагогика ғылымдарының докторы, доцент; Тəжіғұлова Ə. І. - педагогика ғылымдарының докторы, доцент.
Жалпы редакциясын басқарған: п.ғ.д., профессор Е. Ы. Бидайбеков.
Авторлар: Бидайбеков Е. Ы. (1-20 тарау), Лапчик М. П. (1-20 тарау), Нұрбекова Ж. К. (1-6-тарау, 9-тарау, 13-тарау, 1-12 қосымша), Сағымбаева А. Е. (1-5 тарау, 7-9-тарау, 20-тарау, 14-қосымша), Жарасова Г. С. (16, 18, 19, 20-тарау, 1-13 қосымша), Оспанова Н. Н. (14-16 тарау, 20-тарау, 1-12 қосымша),
Исабаева Д. Н. (10-12 тарау, 17-тарау)
Бидайбеков Е. Ы.
Б 52 Информатиканы оқыту əдістемесі: Оқулық. Е. Ы. Бидайбеков. -
Алматы, 2014. - 588 б.
ISBN 978-601-217-481-6
Оқулық педагогикалық жоғары оқу орындарының студенттеріне Ин- форматиканы оқыту əдістемесі курсын жүйелі түрде оқып-үйренуге арналған. Оқулықта жалпы білім беретін орта мектепте информатиканы оқыту əдістемесінің жалпы мəселелері мен информатиканың мазмұндық желілерін оқытудың жеке əдістемелері қарастырылған.
Оқулық жалпы білім беретін мектеп мұғалімдері мен арнайы орта оқу орындары, колледж оқытушыларына информатикадан сабақтарды жоспар- лап жүргізуге жетекші құрал ретінде, сонымен қатар оқу орындарында ин- форматиканы оқытуды ұйымдастыру мəселелері мен оны оқытудың даму болашағын білуге мүдделі оқытушыларға, ЖОО-ның студенттеріне, магис- транттар мен докторанттарға арналған.
ISBN 978-601-217-481-6
ƏОЖ 372.8: 002
КБЖ 32.81
(C) Е. Ы. Бидайбеков, М. П. Лапчик, Ж. К. Нұрбекова, А. Е. Сағымбаева, Г. С. Жарасова, Н. Н. Оспанова,
Д. Н. Исабекова, 2014
(C) ҚР Жоғары оқу орындарының қауымдастығы, 2014
АЛҒЫ СӨЗ
Информатиканы оқыту əдістемесі курсы болашақ информа- тика мұғалімдерін кəсіби дайындаудың 5В011100-Информатика мамандығы бойынша Қазақстан Республикасы Мемлекеттік жалпы- ға міндетті білім стандартының жоғары кəсіби білім беру пəндерінің негізгілерінің бірі болып табылады. Бұл курстың аты (бұрынғы ЖАК бойынша) ғылыми мамандық атымен түгелге дерлік сəйкес, тек қана, айырмашылығы оқыту-дан кейін жəне тəрбиелеу де- ген сөзден тұрады. Жалпы, айта кетерлік нəрсе, қандай да бір оқу пəнін оқытудың əдістемесі курсын (ғылыми мамандығын қоса), ғылыми дəйектілік тұрғысынан қарағанда, (пəн) дидактикасы не- месе, тіпті, (пəн) педагогикасы (батыс елдерінде солай аталады да) деп те атау дұрыс болар ма еді, бірақ, дəстүрдің аты дəстүр, аталмыш курсты, оның ресми атына тəуелсіз, оқытушылар да, студенттер де күнделікті өмірде Информатика əдістемесі, ары барса, Информа- тиканы оқыту əдістемесі деп қысқаша атайды. Сондықтан да оқулық мазмұнын баяндауда осы ескі дəстүрге сай аттарды сескенбей пайдаланатынымызды атап өткен абзал. Оның үстіне, ұсынылып отырған оқулық мазмұнында жоғарыда келтірілген құраушылардың: теория, əдістеме мен тəрбиелеудің өз орынын тапқаны.
Осы уақытқа дейін баспадан шыққан оқулықтар мен оқу құралдар санаулы ғана. Алдымен, орыс тілінде Ресейде шыққан М. П. Лапчик пен А. И. Бочкиннің [1, 2], М. П. Лапчикпен бірлескен авторлар ұжымының оқу құралдарын [1, 3-11] атап өтуге болады. Ал, қазақ тілінде М. П. Лапчиктің ең алғаш, информатиканы мектеп- ке енгізіп, оқушылар үшін алғашқы оқу кітаптары мен мұғалімдер үшін əдістемелік жетекшілер бойынша жұмыстар, іс жүзінде, біте салысымен шыққан оқу құралының (М. П. Лапчиктің Методика преподавания информатики педагогикалық институттарға арналып жазылған КСРО ағарту Министрлігі шығарған оқу құралы, 1987) ау- дармасын (аударған Қ. С. Əбдиев, редакциялаған Е. Ы. Бидайбеков) айтуға болады. Онымен қоса, жоғарыда көрсетілген М. П. Лапчик
пен А. И. Бочкиннің оқу құралдарының төңірегінде құрастыра жазы- лып шыққан жəне М. П. Лапчикпен бірлескен авторлар ұжымы оқу құралдары негізінде жеделдете жазылған тираждары көп емес оқу құралдарының, кемшіліктеріне қарамастан, біздің еліміз көлемінде алатын өз орны бар.
Осы уақытқа дейін информатиканы оқыту əдістемесі курсы бо- йынша мемлекеттік тілде жүйелі оқу құралын жасау қолға алынған емес. Оның түрлі себептері бар. Оның бірі - мектеп оқу жоспарындағы информатика курсының орны жəне соған сəйкес оның мақсаттары мен мазмұны төңірегіндегі бітпестей сенімсіздік жағдай. Бұл жағдай жалпы білім беретін орта мектеп стандарты 2002 жылдан кейін ресми түрде қайта қарастырылмауынан (2013 жылы қайта толықтырылып бекітілуінен), 12 жылдық мектеп стандарты, бірнеше рет жасауға ұмтылыс болғанымен, қолға алынбауынан, сонымен қатар, білімді ақпараттандыру, оның ішінде, электрондық оқыту мəселелері ойдағыдай көтеріліп, іске асырылуы аясында информатиканы оқыту мəселелері көлеңкеде қалып қойғандай əсер қалдыратындығынан туындаған болуы да мүмкін. Бұл оқулық мектепте информатика пəні бар деп қана емес, информатика пəні болды деген жəне білімді ақпараттандыру жағдайында да информатика пəнінің орны мен мəні бұрынғыдан да артар деген үмітпен жазылып, ұсынылып отыр. Ке- лешекте 12 жылдық мектептің оқу жоспарының ендірілуіне көп үміт артуға болады. Оқулық мазмұнына, авторлардың өз зерттеулері бо- йынша жазылған 12 жылдық мектеп оқу жоспарындағы информа- тиканы оқыту құрылымы жайында атты параграфтың енуі бекер емес.
Педагогика ғылымының жаңа бағыты информатиканы оқыту теориясы мен əдістемесінің теориялық негізін ұғынып қалыптастырудағы əлі де болса алынбаған қиындықтар баршылық. Қазіргі жағдайда, жаңа əдістемелік ғылымның теориясы мен прак- тикасы өз қалыптасуының бастапқы кезеңінен өтті деуге болады. Сондықтан бəрін жүйелеп толық қамтыдық деуден аулақпыз, не дегенмен бұл кітаптың дүниеге келуі жаңа педагогикалық ғылым
- информатиканы оқыту теориясы мен əдістемесінің теориялық негізі мазмұндық-əдістемелік толықтырылуы бойынша да дамуына ықпалы болатындығына сенеміз.
Оқулықтың бірінші бөлімі жалпы білім беретін орта мектепте информатиканы оқыту əдістемесінің жалпы мəселелері (информати-
каны оқыту əдістемесінің пəні, орта мектепте информатика курсын енгізу тарихы, оқыту мақсаттары мен міндеттері, мазмұнын таңдап алу принциптері, мектепте информатиканы оқытуды ұйымдастыру жəне əр түрлі білім беру деңгейлерінде информатиканы оқыту мəселелері жəне т.б.) қарастырылған. Информатиканы оқытудың жалпы əдістемесі негізгі мағлұматтардан тұратын он тараудан тұрады. Əрбір тарауда семинар сабақтарын жүргізуге нұсқаулар мен кең көлемде библиография берілген.
Оқулықтың екінші бөлімінде информатиканың негізгі мазмұндық желілерін оқытудың нақты əдістемелері қарастырылған, сонымен қатар жаратылыстану-математикалық жəне қоғамдық- гуманитарлық бағыттардағы жоғары сыныптарда информатиканы оқыту мəселелері мен жоғарғы сыныптарда информатиканың таңдау курстарының мазмұндары берілген он тараудан тұрады. Əрбір та- раудан кейін студенттерге арналып зертханалық практикумдардың тапсырмалары берілген.
Қосымшада информатиканың мазмұндық желілерін оқытудың білім жүйесі сызба түрінде келтірілген жəне информатиканы оқыту əдістемесі курсы бойынша тест тапсырмаларының үлгілері келтірілген.
Оқулық педагогикалық жоғарғы оқу орындарының 5В011100- Информатика мамандығында оқитын студенттерге, информати- ка пəні бойынша сабақтарды жоспарлап жүргізуге жетекші құрал ретінде жалпы білім беретін мектеп мұғалімдері мен арнайы орта оқу орындары, колледж оқытушыларына, сонымен қатар, магис- транттар мен докторанттарға арналған.
1-БӨЛІМ
МЕКТЕПТЕ ИНФОРМАТИКАНЫ ОҚЫТУ ТЕОРИЯСЫ МЕН ƏДІСТЕМЕСІНІҢ ЖАЛПЫ МƏСЕЛЕЛЕРІ
1- ТАРАУ
ОРТА МЕКТЕПКЕ ИНФОРМАТИКАНЫ ЕНГІЗУ КЕЗЕҢДЕРІ
Информатика жаңа оқу пəні ретінде барлық типтік мектептер- ге 1985 жылдың 1 қыркүйегінде енгізіліп, ол пəн Информатика жəне есептеуіш техника негіздері (ИЕТН) деп аталды. Жалпы білім беретін мектепте бұл пəн жоғарғы екі сыныпта оқытылды (ол кезде бұл 9-10 сыныптар болатын).
Информатика жалпы білім беретін мектептің оқу жоспа- рына біртіндеп енуі айтарлықтай бұрын басталып, бұл үдеріс оқушылардың кибернетика жəне программалау элементтерін оқып үйрену тəжірибелерінен бастау алды. Сол кездегі кеңес білім беру тарихында мектептің білім беру жүйесінде ғана емес, сонымен қатар, қоғамда да маңызды орын аларлық ілгерілеуді сипаттай- тын, бірнеше барынша нақтылы кезеңдерді атап өтуге болады. Осы ілгерілеу (дүниетанымдық, оқу-əдістемелік, ұйымдастырушылық, тағы тағылар) өткен ғасырдың 1980 жылдарының ортасын- да информатиканың жеке оқу пəні ретінде мектепке енгізу мен қалыптасуын қамтамасыз ететіндей жағдай жасалды. Төменде бұрынғы кеңестік социалистік республикалар одағы (КСРО) елдерінің барлығында дерлік, орта мектептеріне ИЕТН пəнін енгізудің алғышарттарына қысқаша шолу жасалынған.
0.1 Бастама
Алғашқы электрондық есептеуіш машиналар бұрынғы КСРО- да ХХ ғасырдың 50 жылдарының басында пайда болды [12, 13]. Бұған қоса адамзат қызметінің жаңа саласы - электрондық есептеу машиналарына (ЭЕМ) программа жасау - программалау қарқынды дами бастады. Өзінің қалыптасуының бастапқы кезеңінде-ақ, тіл құралдары мен əдістерінің жетілмегендігіне қарамастан, ЭЕМ-де
программалау оқушылардың оны түсініп, қабылдау мүмкіндіктеріне шек қоятындай қандай да бір түбегейлі қиыншылықтарды қамтымағандығын айта кеткен жөн, өйткені ЭЕМ үшін күрделі емес оқу программаларын құру жеткiншек жастағы оқушының шамасы келетiн, қарапайым жəне жалпыға бірдей ұғымдардың шектеулі ауқымына сүйенеді.
Алғашқы ЭЕМ-дердің ғылыми-зерттеу мекемелерінде жəне жоғарғы оқу орындарының iрi орталықтарында пайда бола салысымен-ақ, оған мамандардың құлшынысы жəне оқушылармен ізденушілік жұмыс жүргізуге деген қызығушылықтары ЭЕМ-де про- граммалау бастамаларын оқып үйренетін оқушылар (көбіне əртүрлі жастағы) топтары құрылды.
Осы сияқты практика ең алғаш рет қай жерде іске асырылғанды- ғын анықтау қиын. Мысалы, бізге 50-жылдардың соңына қарай осындай тəжірибе КCРО Ғылым Академиясының болашақ акаде- мигі жəне мектеп информатикасының алғашқы нұсқасын жасауды ұйымдастырушы, математиктер мен программалаушылардың ең əйгілі өкілі А. П. Ершовтың қатысумен (1931-1988) жəне ол кісінің басшылығымен Академқалашыққа тиесілі Новосібірдің бірқатар мектептерінiң есептеуіш техника базасында даму алғандығы белгілі [14]. Қысқа мерзім ішінде осындай бағыттағы жұмыстарға еліміздің ғылыми-зерттеу институттарынан жəне университеттерінен жаңашыл-оқымысты ғалымдарықосылды. Бұл алғашқы қадамдардың оқушыларға жүйелі программалау оқу курсының жасалуына тікелей қатысы болмаса да, олар оқушыларға программалауды оқыту идея- сын түбегейлі жүзеге асыруға болатындығын көрсетті.
0.2 Математикалық бағдардағы мектептер негізінде программалауға мамандандыру
Орта мектептiң оқушыларына арналған бірінші ресми про- граммалау курсы бойынша оқу бағдарламаларының пайда болуына 60-жылдардың басында жалпы орта білім беру негiзiнде есептеуіш
oo программалаушыларды алдын ала кəсіби дайындауды іске асыра- тын, математикаға мамандандыратын мектептердің ашылуы себеп- кер болды. Сол жылдары С. И. Шварцбурдтың Мəскеу қаласының Первомайский ауданындағы №425-ші мектептің сыныптарының
бірінде 1959 жылдың қыркүйек айынан бастап жүргізген тəжірибе жұмысы кеңінен белгілі болды [15-17].
1960-1961 оқу жылынан бастап программалаушылар дайындай- тын мектептердің саны өсе бастады. Мəскеулік №425-ші мектеп пен басқа да есептеуші-программалаушылар дайындайтын мектептердің тəжірибесі негізінде 1961 жылдың маусымында Ресейдiң ағарту министрлiгi математикаға мамандандыратын мектептер үшін оқу жоспарына, математиканың жалпы курсы бойынша Математикалық машиналар жəне программалау, Есептеуіш математика (бұл пəн алғашқыда Жуық есептеулер деп аталды) оқу пəндері бойынша бағдарламалардың алғашқы нұсқасын бекітті.
Сол кездерде Қазақстанда Республикалық физика-математика мектеп-интернаты мен С. М. Киров атындағы Қазақ мемлекеттік университетінің базасында есептеуші-программалаушы қосымша мамандыққа даярлау бағытында орасан зор жұмыстар жүргізілді.
1976-1984 жылдары Қазақстан Республикасы Ұлттық Ғылым Академиясының академигі А. Т. Лукьяновтың жетекшілігімен С. М. Киров атындағы Қазақ Мемлекеттік университетінің маман- дандары мектеп оқушыларын программалау мен ЭЕМ-де жұмыс істеуге үйрету жұмыстарын жүргізді [18, 19]. Бұл жұмыстардың бір ерекшелігі модельдеуге, математикалық модельдеуге көңіл бөлінуінде екендігін атап өткен жөн. Осыған ұқсас жұмыстар Ядролық ғылыми зерттеу институтында, тағы басқа жерлерде де жүргізілді.
Программалау саласындағы мамандықтары бар мектептер қатарының дамуы оқушыларға программалауды оқыту мəселелеріне арналған көптеген мақалалар мен əдістемелік зерттеулердің, құралдардың шығуына үлкен ықпал жасап, барынша маңызды оң рөл атқарды. Мысалы, 1960 жылдардың басынан шыға бастаған Ма- тематика в школе журналы үшін оғаштау программалауды оқыту бойынша материалдарды (С. И. Шварцбурд [15,17]), сонымен қатар, математикаға мамандандырылған мектептер үшін арнайы матери- алдарды (мысалы, 1965-1970 жылдары шыққан Проблемы мате- матической школы атты тамаша сериясының алғашқы мақалалары жинағын [20] атап өтсе де жеткілікті) айтуға болады.
Осы жылдары математикаға мамандандыратын мектептер үшін дайындалған А. Л. Брудноның [21] мазмұнды белгілеулердегі про- граммалау жүйесіне негізделген оқу құралы кеңінен танымал бол-
ды. Жоғары əдістемелік деңгейде жазылған бұл кітаптар програм- малау бойынша факультативтік курстардың қалыптасуына да елеулі рөл атқарды.
1980 жылдардың басында Қазақстан мектептерінде програм- малау тілдері бойынша арнайы курстар жүргізілді, ал Алматы қаласындағы Республикалық физика-математика мектеп-интер- натында 8-10 сынып оқушыларына программалау тілі ретінде ФОРТРАН тілі оқытылып, мектеп бітіргенде оқушыларға бірінші разрядтағы есептеуші-программалаушы куəліктері берілді.
0.3 Оқушыларға кибернетика элементтерін оқытудың бастапқы тəжірибелері
Мектеп информатикасының мазмұндық-əдiстемелiк желілерінің ішінде келешегі зор екендігі тəжірибелер негізінде анықтала оты- рып, оқушыларға кибернетика элементтерін оқыту 1960 жылдардың басынан бастап дами бастады. Бұл зерттеу бағытының көш басында 1961 жылдан бастап орта мектепке арнайы жасалған кибернетиканың жалпы негіздері курсын тəжiрибе ретiнде оқытуды қолға алып, кибер- нетика негіздерін жалпы білім берудің базалық (мiндеттi) құрылымы ретінде орта мектептің оқу жоспарына енгізудің қажеттілігін табандылықпен дəлелдеген В. С. Леднев болды.
Кейіннен бұл жаңа ғылыми-əдістемелік зерттеу бағытына В. С. Ледневтің [22, 23] шəкірті А. А. Кузнецов белсене араласты. Қолға алынған зерттеулер кең көлемде, мектепте жалпы білім беру- ге көзделе жүргізіліп, жалпы орта білім берудегі бірқатар маңызды ортақ мəселелердi, білім беру мазмұнындағы кибернетиканың алатын орнын, мектеп оқушыларының білім алуында оның маңыздылығын, оны мектепте оқыту жолдары, кибернетика кур- сын оқыту əдістемесі мен мазмұнын қамтығандығын атап өткен жөн [23]. Осыдан ширек ғасыр бұрын В. С. Леднев пен А. А. Куз- нецов жалпы орта білім үшін кибернетика негіздерінің жалпы білім беру жəне политехникалық мəні туралы бұлтартпас қорытындылар жасауға мүмкіндік беретін дəйектерді тұжырымдады. Солардың ішінен кейбіреулерін ғана келтірейік: Кибернетика табиғаты əртүрлі жүйелерге тəн ақпараттық байланыстар туралы түсінікті, барлық мақсатқа сай əрекет ететін жүйелердiң басқару ұйымдары
құрылымының ортақтығын енгізе отырып, əлемнiң бірлігі туралы түсініктердің қалыптасуына мүмкіндік туғызады. Оқу пəндері, оның ішінде, кибернетика арқылы да əр тұрғыдан оқылып, зерттелетін құбылыстар мен үдерістер түсіндірмесі оқушылардың əлем туралы терең, жан-жақты, шынайы ғылыми түсініктердi қабылдауына əкеп тірейді.
Кибернетиканы оқып үйрену негізгі дүниетанымдық идея- ларды барынша жүйелі түрде баяндауға мүмкіндіктер жасап, орта мектептегi оқуды қоршаған ортаны диалектикалық-материалистік тұрғыдан түсінуге əсер ететiн маңызды тұжырымдар мен жал- пылаулармен аяқтауға мүмкiндiк туғызады. Кибернетика адамзат танымының ауқымын кеңейтіп, бұрын ғылым мүлде ене алмаған салаларға енеді, ал бұл, сонымен бірге, адамзат танымы шектеулi деген алуан түрлі көзқарастарды жоққа шығаратындықтан, үлкен дүниетанымдық мағынаға ие болады.
Оқушыларды кəсіби білім алуға дайындауда кибернетиканың орны, ең алдымен, кəсіби мектепте жүзеге асырылатын бiрқатар практикалық ғылымдарды оқыту кибернетиканың негіздерiн оқып үйренуге тура не жанама түрде негізделгендігімен анықталады. Жалпы орта білім кез келген бағыттағы кəсіби білім алудың негізі болатындықтан, кибернетиканы оқып үйрену қазіргі уақытта орта мектеп оқушыларын кəсіби білім алуға дайындауға жəне оларда жалпы еңбектегі біліктілік пен дағдылардың қалыптасуына қажет болып табылады [23].
Ұзақ мерзiмде жүргiзiлген теориялық - тəжiрибелiк жұмыстар- дың негізінде бір мəндi қорытынды жасалды: ... кибернетиканы оқып үйрену жалпы орта білім берудің мазмұнына жеке пəн ретінде енуі керек [23]. Бірақ зерттеушілердің сол кездегi барынша қол жеткізгені - бұл 1970 жылдардың ортасында жалпы көлемі 140 сағат болатын Кибернетика негіздері курсын жалпы білім беретін орта мектептің факультативтік курстарының қатарына енуі (9-10 сынып- тарда 70 сағаттан) [22]. Ұсынылған оқу материалының мазмұны туралы түсінік алу үшін төменде факультативтің негізгі бөлімдері келтірілген.
Кіріспе
1. Алғашқы түсiнiктер 6 сағат
2. Кибернетика нені оқытады 2 сағат
3. Модель 6 cағат
4. Кибернетикалық жүйеде ақпараттың
өрнектелуі (берiлуi) 6 сағат
Түрлендiру жəне информатика түрлендiрушiлері
Алгоритм жəне ақпаратты түрлендiру 12 сағат
Ақпаратты логикалық түрлендiрушiлер 24 сағат
Шектеулі автоматтар 14 сағат
Цифрлық есептеу машиналары (ЦЕМ) 18 сағат
ЦЕМ үшін программалау 14 сағат
Сигнал жəне ақпарат
Ықтималдықтар теориясының элементтері 8 сағат
Энтропия жəне ақпарат 8 сағат
Кодтау жəне хабарлардың берілуі 8 сағат
Басқару жүйесін құру принциптері 12 сағат
Қорытынды 2 сағат
Осы зерттеуде қарастырылған басқару, автоматтандыру, со- нымен қатар ақпаратты сақтау, тарату, түрлендiру мен пайдалану сияқты кибернетикалық категориялар мен ұғымдар кейіннен алго- ритмдеу мен программалау негіздерiмен қатар мектеп информати- касы курсының негiзгi компоненттерінің қатарына енгізілді. Сол себептен осы теориялық тұрғыда негізделген, тəжірибелік жұмыс үдерісінде əдістемелік тұрғыда сынақтан өткен кибернетиканың жалпы білім беру курсының негіздері (қазіргі атымен атағанда - информатиканың) қазіргі мектеп информатика курсының іргелі компоненттерін қалыптастырудың алғы шарттары жасалды деп есептеуге болады.
Математикалық логиканы оқитын оқушылардың оқу бағдарламасына кибернетика элементтерін енгізу бойынша тəжірибе жұмыстары 1960 жылдардың басында біршама басқа тұрғыда, фа- культативке дейінгі кезеңде Ялта қаласының мектебінде жəне оқушылардың Ізденуші Кіші Ғылым Академиясының базасында В. Н. Касаткиннің басшылығымен жүзеге асырылды [24]. Мұғалімдер мен оқушыларға арналған жаңа оқу əдебиетінің шығуына жəне кең таралуына мүмкіндік туғызған бұл бастамалар [25, 26] сəйкес факультативтік курстардың енуіне ғана емес, сонымен бірге, жал-
пы орта білім берудің мазмұнына кибернетика элементтерін енгізу идеясын белсенді түрде қолдауға да негіз болды.
4.1 Арнайы факультативтік курстарды енгізу
Жалпы білім беретін білімді тереңдету жəне оқушылардың жан- жақты қызығушылығы мен қабілеттіліктерін дамыту мақсатында орта мектептерге факультативтік сабақтар (1966 ж.) - оқу жұмысы- ның жаңа түрі ретінде енгізілгеннен кейін математика мен оның қосымшалары бойынша факультативтік курстарды ұйымдастыру жұмыстары басталды. Олардың қатарында қандай да бір дəрежеде ЭЕМ-дi қолдану ұйғарылған үш факультативтік курс болды:
Программалау, Есептеуіш математика, Векторлық кеңістік жəне сызықтық программалау. Осы факультативтік курстардың, əсiресе, соның ішінде Программалау курсының енгізілуі орта мектепке программалау элементтерінің ілгерілмелі түрде енуінің ұзақ та, бірқилы кезеңінiң басталуына түрткi болды. Бұл үдерістің математикалық мамандандырылуы бар мектепке қарағанда өзгешелігі - программалау бойынша факультативтік сабақтардың, көбінесе, машинасыз оқыту жағдайларында өткізілуінде, айта кету керек, бұл алгоритмдеу мен программалаудың жалпы білім берудегі мəнін ашуға негізделген, тіпті, əдістемелік тұрғыдан, өзіндік ерекшелігі бар тəсілдерді іздеуге жиі алып келдi.
Ақырында, сол жылдардағы математикалық орта білім берудi қайта құруды жүзеге асыруға сəйкес факультативтік сабақтарды жүйеге келтіруге байланысты, мектепке ұсынылған факультативтік курстардыңқатарына Есептеужүйесі жəне ЭЕМ-нің арифметикалық құрылымы (7-сынып), Алгоритмдер жəне программалау (8-сынып), Кибернетика негіздері (9-10 сыныптар), Программа- лау тілдері (10-сынып) сияқты жаңа таңдаулы тақырыптар енгiзiлдi. Сол кездегі арнайы факультативтік курстар шеңберінде ЭЕМ-ге программалау мен кибернетика элементтерін оқытудың мазмұны мен əдістерiн жасауға байланысты негізгі əдістемелік мəселелер И. Н. Антиповтың 27, 28], В. М. Монаховтың 29, 30], В. С. Лед- нев пен А. А. Кузнецовтың 31, 32, 33, 2, 23, 22], В. Н. Касаткиннің, М. П. Лапчиктiң 3-5], Е. Ы. Бидайбековтың 34-43] жəне тағы басқа ғалымдардың еңбектерiнде, сондай-ақ көптеген басқа əдістемелік
жасалымдарда өз шешімін тапты.
Шынын айту керек, ЭЕМ үшiн программалауды жəне кибер- нетика элементтерін оқытуға арналған арнайы факультативтік курстар кең көлемде тарала алмады. Бұл басты екі нəрсеге - мұғалімдердің курсты өткізуге дайын еместігі мен материалдық базаның жеткіліксіздігіне байланысты болды. Сонымен бірге, сол кездегі КСРО-ның ЭЕМ-ді шығару саласында артта қала баста- уынан туындаған программалау бойынша əдебиеттерді идеялық тұрғыдан қайта жарақтандырудың ұзаққа созылуы да əсерін тигізді. Осының салдарынан, 70-жылдардың ортасында мектеп- терге программалаудың ескірген тəсілдері негізінде құрылған оқу құралдары ұсынылды. Не дегенмен, табанды насихатталынып, көп жағдайда, оның ішінде, машинасыз оқыту жағдайында да практик мұғалімдердің тек ынта-ықыласының арқасында сақталынып қалған программалау бойынша арнайы факультативтік курстар, қалай болғанымен, мұғалімдер арасында жаңа қызықты жəне практикалық мəнi бар сала - ЭЕМ үшiн программалау туралы түсініктің таралуы- на мүмкіндік туғызды.
Осындай жолмен жиналған тəжірибелер, əсіресе, есептеу тех- никасымен жабдықталған ғылыми-өндірістік кəсіпорындар мен мектептер арасындағы байланыстардың дамуы оқу-өндірістік ком- бинаттары базасындағы мектептік білім беру саласына программа- лау мен есептеу техниканы ендірудің жаңа арнасының дамуына жол ашты.
4.2 Оқу өндiрiстiк комбинаттары базасында мамандандыру мəселелері
1970 жылдардың басында сол кездегі мектепаралық оқу- өндірістік комбинаттар (ОӨК) жүйесінiң даму шеңберінде оқушыларды əртүрлi бағыттағы кең таралған жұмысшы кəсіптерге дайындаумен қатар, жоғары сынып оқушыларын есептеуіш техника саласына кəсіби дайындау бойынша мамандандыру пайда бола бас- тады. Осыған сəйкес тəжiрибелiк-эксперимент 1971 жылы Мəскеу қаласының Первомай ауданындағы оқу-өндірістік комбинатында ба- сталды.
Ғылыми-əдістемелік басқару қызметі КСРО-ның педагогикалық ғылымдар Академиясындағы оқытудың мазмұны мен əдiстерiн
зерттейтiн ҒЗИ-дiң С. И. Шварцбурд басқаратын қолданбалы ма- тематика зертханасына жүктелiп [44], кешенді автоматтандыру орталық ғылыми-зерттеу институтының есептеу орталығы базалық кəсіпорын болып белгіленді.
Кейінiрек, 1972 жылы Мəскеуде кең танымал болған №1 Ок- тябрь оқу-өндірістік комбинаты құрылды. 1984 жылға дейін Октябрь ОӨК-ның базалық кəсіпорны - КСРО-ның электрондық басқару ма- шиналары институты болса, 1984 жылдан бастап КСРО-ның Ғылым Академиясының жаңадан ұйымдастырылған информатика пробле- малары институты болды [45].
Сол кезде есептеу техникасы мен программалау бойынша маман- дандыру еліміздің барлық қалалық, аудандық ОӨК-тарда ашыла бас- тады. Қысқа мерзім ішінде, көптеген, Ленинградтың, Свердловскі, Новосібір жəне де басқа да қалалардың ОӨК-терінің оң тəжірибелі жұмыстары белгілі болды. Қамқорға алушы қуатты кəсіпорындардан қолдау көретін ОӨК-тердегі сəйкес мамандандырулардың програм- малау бойынша факультативтерден айырмашылығы, əдетте, басы- нан бастап олар түбегейлі оқу-материалдық базамен жəне дайын кадрлармен қамтамасыз етілді. Осының салдарынан олар мектеп- ке жаңа информатика жəне есептеу техникасы негiздерi курсын енгізудің алғашқы кезеңінде оның практикалық бөлігін қолдайтын мектепаралық орталықтарға айналды.
ОӨК-ы базасында оқушыларды есептеу техникасын оқып- үйрену мен оны қолдануға байланысты мамандықтар бойынша бірқатар еңбекке даярлау бағытында ЭЕМ операторы, ЭЕМ үшін қажетті мəліметтерді дайындайтын құралдары операторы, ЭЕМ-нің сыртқы құрылғыларын жөндейтiн электромеханик, электрондық аппараттарды ретке келтіруші, программалаушы-лаборант, есептеу жұмыстарының операторы сияқты мамандықтар ашыла бастады.
Көпшілік қолданатын (дербес компьютерлер, шағын ЭЕМ- дер базасындағы көптерминалды кешендер, сұхбаттық есептеу кешендері жəне т.б.) ЭЕМ-дердің таралуына байланысты ОӨК- де компьютерлiк мамандықтарды дайындаудың түрлері мен мазмұнын қайта қарап, анықтауды жəне көпшілік қолданылатын ЭЕМ-нің функционалдық мүмкіншіліктеріне (қолданбалы программалардың дамыған пакеттерімен жабдықталғандығына, за- манауи программалау жүйелерінің басым қолданылатындығына) сəйкестендіруді талап етеді.
1990 жылдардың басында мемлекеттің экономикалық жүйесін қайта құру барысында, жұмыссыздыққа жəне өз уақытында ОӨК- ның материалдық базасын құрып, қолдау көрсеткен ғылыми- өндірістік кəсіпорындардың құлауы кезеңінде ОӨК орта мектептің білім беру қызметінің бір түрі ретінде түгелге дерлік жоқ болып кетті. Тек олардың салыстырмалы аз ғана бөлiгi қандайда бір өз материалдық базасын жəне педагог мамандарды сақтап қалғандары ғана мектепаралық негізде информатика курсын қолдауды жалғастырып келеді.
4.3 Программалауды оқытудың жалпы білім беру тұрғысынан дамуы. Оқушылардың алгоритмдік мəдениеті
Математикалық бағыттағы мектептерде программалауды оқыту, оқу өндiрiстiк комбинаттардағы сияқты, көбінесе, арнайы, кəсіби бағытталған мүдделерді көздеді. Бірақ сол кезде адамзат қызметінің жаңа саласы ретінде ЭЕМ мен программалаудың жаппай орта мектептiң оқыту мазмұнына жалпы білім беру ықпалын зерттеу табандылықпен жүргізілді. О бастан-ақ, программалау саласынан алынған идеялар мен əдістердiң жалпы бiлiм берерлік күшінің жал- пы мектепте білім беру мазмұнының жаңа іргелі компоненттерiн дамытатындай аса үлкен əлеуеті бар екендігі түсінікті болған бо- латын. Практикалық программалаудың жалпы білім берудегі құндылығының ашылуына сол кезде (XX ғасырдың 60-70 жыл- дары) өтіп жатқан адам мен ЭЕМ арасындағы қатынастың табиғи түрлерінің дамуына бағытталған оның сырт əлпетінің тез өзгеруі де себепші болды. Программалаудың жалпы білім берудегі құндылығы мен ЭЕМ-дi қолданып есеп шығарудың жаңа əдіс-тəсілдерінен жал- пы білім беруге не енуі тиіс жəне ол мектепте оқытудың əдістемесi мен мазмұнына қалай əсер етеді - міне, дербес компьютерлер мен мектеп информатикасының пайда болуы кезеңінiң алдында ғалым- педагогтардың белсенді түрде қызығушылығын тудырған сұрақтар болды.
ЭЕМ-ге программалаудың негізінде берiлген тiлдiң құралдары- мен алгоритмдi құрастырып, сипаттау үдерісі ретінде кең көлемде қарастырылатын алгоритмдеу түсiнiгі жатыр. Бірақта, алгоритмдеу
формальды орындаушы (автомат) мен адамның қатынасы сүйенетін əдіс ретінде ЭЕМ-ге программа құруға ғана байланысты емес. Мо- дельдеу сияқты алгоритмдеу де кибернетиканың жалпы əдісі.
Түрлі жүйелердегі басқару үдерістері белгілі бір алгоритмнің жүзеге асырылуына келтіріледі. Алгоритмдерді құрумен ең қарапайым автоматты құрылғылардың жасалуы да, күрделi өндірістік үдерістерді басқарудың автоматтандырылған жүйесін жасап шығу да байланысты. Алгоритмдеудің іргелі негіздері, бүтіндей, заманауи математиканың теориялық саласында - алгоритмдер теориясында жатыр, бірақ алгоритмдеу, кең практикалық мағынада, алгоритмдер туралы ұтымды ойлаудың ерекше өзіне тəн дағдыларына негізделген белгілі бір практикалық тəсiлдердiң жиынтығы ретінде түсініледі.
Оқушылардың санасында алгоритмдік үдерістер мен оларды сипаттаудың тəсiлдерi туралы түсiнiктер информатика мен есеп- теу техникасының пайда болуына дейін мектеп пəндерін оқу ба- рысында (айқын емес болса да) қалыптасқандығы бiзге жақсы белгiлi. Ол кезде мектеп пəндерінің арасында негізгі басты рөлді операциялық жəне алгоритмдік амал-əрекеттер оның оқу қызметінің маңызды элементтері болғандықтан математика атқарды. Шынын- да да, математикалық алгоритмдерді тұжырымдау, жазу, тексе- ру, сонымен бірге оларды дəл орындау біліктіліктері, "алгоритм" терминінің өзі мектептің оқу бағдарламасында қолданылмаса да, əрқашан да оқушылардың математикалық мəдениетінің маңызды құрамды бөлігі болды. ЭЕМ мен программалаудың тарап, дамуы нəтижесінде математикалық мəдениеттің бұл бөлiгi өзіндік мəнге ие бола бастады, тек оны алгоритмдеудің жалпы маңызды құрамды бөліктерімен толықтыру қажет болды. Осылайша құрылған өзіндік ерекшілігі бар, қазіргі заман адамының жалпы мəдениетінің жаңа элементін анықтайтын жəне сол себептен де мектеп жалпы білім беру мазмұнына қосуға болатын ұғымдар, іскерліктер мен дағдылар жиынтығы - оқушылардың алгоритмдік мəдениеті деген атау алды (М. П. Лапчик [6, 7, 9, 11]).
Алгоритмдеудің жалпы білім берерлік негiзiн талдау нəтижесiнде құрастырылған алгоритмдік мəдениеттің құрамды бөліктерінің тізбесі мен сипаттамасын қарастырайық.
1. Алгоритм ұғымы жəне оның қасиеті. Алгоритм ұғымы
oo алгоритмдеудің негізгі ұғымы жəне тиісінше, алгоритмдік мəдениеттің құрамды бөлігі болып табылады. Алгоритмдеуді оқу
барысында осы ұғымның қатаң математикалық егжей-тегжейлі анықтамасын пайдаланудың қажеті (иə, мүмкіндік те) жоқ, тек оны интуициялық көрнекілік деңгейде түсіндіру жеткілікті. Баяндау барысында алгоритмнің түсiнiктiлiгі, жалпыға бiрдейлiгi, анықталғандығы мен нəтижелілігi сияқты мазмұнды қасиеттері маңызды мағынаға ие болады.
2. Алгоритмдерді сипаттау тілі ұғымы. Алгоритмді сипат- тау мəселесi əрқашанда сипаттауды іске асыратын бір тілдің бо- луын талап етеді. Осы себептен де алгоритм ұғымы алгоритмді өрнектеу (беру) құралы ретіндегі тіл ұғымымен тығыз байланыста болады. Тілді таңдау əр жағдайда алгоритмнің қолдану саласымен, яғни, нақты айтқанда, орындаушы қызметiн атқаратын обьектінің (адамның, автоматтың, компьютердiң) қасиеттерімен анықталады. Сол немесе басқа орындаушымен қарым-қатынас кезінде тіл мүмкiндіктерінің шекарасынан мұқият шықпау талаптарын орындау кейбір жағынан алгоритмдеудің бастапқы негізі болып табылады. Осы жағдайды түсіну жəне пайдаланылатын тілдік құралдардың мүмкіншіліктерін сипаттаманың əрбiр нақты бағытында дəл сақтау алгоритмдік мəдениеттің маңызды құрамды бөлігін құрайды.
3. Сипаттау формализмінің деңгейі. Сипаттау формализмінің деңгейі ұғымы тіл ұғымымен тығыз байланысты. Егер сипаттама автоматқа құрылған болса, онда пайдаланылатын тіл қатаң шектеу- лерге бағынады, олар, əдетте, тілдің синтаксисін құрайтын фор- мальды ережелер жүйесіне келтірілген болуы мүмкін. Осындай жағдайларда тілдің өзі формальданған тілге келтірілді дейді. Бірақ практикада, алгоритмдерді құру үдерісінде, əсiресе, алдын ала сипат- тауларды құру кезiнде қатаң шектелген болуы міндетті емес тілдік құралдарды пайдалануға болады. Оның үстіне, осындай жағдай тек алдын-ала құру үдерісінде ғана емес болуы мүмкін. Мысалы, ал- горитм адамға арналған болса, онда алгоритмдеудің соңғы нұсқасы формальды емес, "екі ұшты" келтірілуі мүмкін.
Практикада қолданылатын алгоритмдердің көбісі осы формальды емес нұсқада "жұмыс істейді". Тек алгоритм орындаушыға түсінікті болуы керек, яғни ол оның мүмкіншіліктері шегінен шығатын сипат- тау құралдарын пайдаланбауы керек.
Сонымен, алгоритмдердi келтірудің практикада қолданылатын формальдау деңгейлері мейлiнше кең диапозонда: формальдаудың мүлдем жоқ болу деңгейінен "сондай немесе басқа мөлшерде"
формальдау деңгейіне дейін жəне соңында "абсолютті" формаль- дау деңгейіне дейін өзгеруі мүмкін. Орындаушыға алгоритмнiң түсiнiктiлiгi факторын ескере отырып, формальдау деңгейі əртүрлi тілдермен жұмыс істей білу де алгоритмдік мəдениеттің маңызды құрамды бөлігі болып табылады.
4. Сипаттаудың дискреттілік (қадамдық) принципі. Алгоритмдi құру қажеттi нəтижеге алып келетін, мүмкiн болатын қарапайым, жай əрекеттердiң дəл мақсатқа бағытталған тізбегін бөліп көрсетудi талап етедi. Осы əрекеттердің ұйымдасқан жиынтығы алгоритмді түсiнiктi жəне нақтылы ететін алгоритмдi сипаттаудың белгілі бір дискреттi құрылымын құрайды. Əр түрлі тілдерде алгоритмнің осындай жеке кезеңдері түрлі құралдармен келтіріледі. Алгоритмнің сөзбен келтірілуінде (табиғи тілде) - бұл жеке сөйлемдер, нұсқаулар, пункттер, схемалар тілінде - бұл жеке блоктар, ЭЕМ-нiң объектілер тiлінде - бұл жеке жарлықтар, жоғарғы деңгейдегі алгоритмдiк тілде
oo операторлар.
5. Блоктар принципі. Алгоритмді құру үшiн қолданылатын тілдердің мүмкіндіктері сипаттауларды (алгоритмдiк жазбаларды) тəптіштеудің қандай да бір дəрежесін таңдап алуды қажет етеді. Бірақ бұл жағдай қажетті алгоритмді құру үдерісінде оның алғашқы схемасын сипаттау үшiн сол алгоритм адрестелген орындаушының мүмкіндігімен салыстырғанда iс-əрекет бірлігі мейлiнше ірілеу бо- латын тiлдi пайдалануға кедергі болмайды. Шын мəнінде, берілген жағдайда күрделі есепті қарапайым есептерге жекелеп бөле білу икемдігі туралы сөз болып отыр. Осындай жолды, əрқашан, есеп барынша күрделі болған жағдайда, оның шешу алгоритмін қажеттi тiлде тез жазу үшiн таңдауға тура келеді. Бұл жағдайда есеп əрқайсысына өзінше мəн берілетін ақпаратты тұйық бөліктерге (блоктарға) бөлiнеді де, есептiң бөліктерін байланыстыратын алғашқы схеманы құрып болғаннан кейін жеке блоктарды тəптіштеу жұмыстары жүргiзiледi. Осы блоктардың əрқайсысы осы дəл қазір сипатталған принцип бойынша тəптіштелуі керек.
Блоктар принципі, шын мəнінде, жалпы ойлау тəсiлi бола тұра, үлкен жалпы білімдiк жəне тəрбиелік мəнге ие. Осы принцип схема- сына əр түрлі саладағы зерттеу үдерістері өте жиі келтіріледі.
Сыртқы байланыстарды анықтап, зерттеуші таныс емес облыс- ты жеке дербес бөліктерге бөлуге тырысады, содан кейін барып əр блоктың ішіне кіредi. Немесе керісінше: жалпы байланыстар схе-
масына шолу жасау мақсатында, алдымен, жеке элементтер дер- бес блоктарға топталады, содан кейін олар бір-бірімен байланыс- тырылады. Блоктар принципі, программалау саласынан алынған тəсiлдердің жалпы білім беру күші қаншалықты бола алатындығын айқын көрсетеді.
Блоктардан аяғына дейін алгоритм құруда ымырасыз əртүрлі екі тəсіл болуы мүмкін:
а) блоктың тəптіштелген сипаты алгоритмнің сəйкес жеріне ор- наласады, ал блок өзінің алгоритмді іздеудiң жалпы тəсілі рөлін та- мамдап, оған "сіңіп" кеткендей болады.
ə) блоктар мазмұны алгоритмге кірмейді, ал оның сəйкес орында- рында жеке орналасқан блоктарға сілтемелер орналасады; басты ал- горитм мен оның жеке блоктары (көмекші алгоритмдер) жиынтығы қорытынды алгоритм болып саналады.
6. Тармақталу принципі. Алгоритмді сипаттауға қолданылатын тiлдердiң алгоритмдік толықтығы талабы алгоритмдiк жазбалар- да логикалық жағдайларды, яғни бастапқы берiлген шарттарға байланысты шешiм қабылдауды талап ететін жағдайларды жүзеге асыру мүмкiндiгiн беретiн құралдардың болуын қамсыздандыруы керек. Осындай алгоритмдерді ұйымдастыру тілдің логикалық (тармақталушы) құралдарын икемді қолдана білудi талап етеді. Мұнда төмендегілерді:
а) сипаттама бастапқы берілгендердің барлық мүмкін нұсқаларын алдын ала ескеруі керектігін жəне олардың əр комбинациясы үшiн нəтижелі болуы қажеттігін;
б) бастапқы берілгендердің нақты мəндері үшін алгоритмнiң орындалуы нақты шарттармен анықталатын жолдардың тек бiреуi бойынша ғана жүзеге асырылатындығын жете түсіну алгоритмдік сауаттылықтың маңызды құрамды бөлігі болып табылады.
7. Циклдiк принцип. Алгоритмдік сипаттамалардың тиімділігі, көп жағдайда, енетiн шамалардың əртүрлі мəндері үшiн сипаттамалардың белгілі бiр үзiндiлерін бірнеше рет пайдалану мүмкіндігімен анықталады. Сипаттамаларды құру тура осындай тəсілге, осы сипаттамаларда қарастырылған əрекеттер ауқымының өсуінен ұзамайтын сипаттамалар құруға негізделген. Сипаттаманың бiр үзiндiсін қайталап жүргізуге оралу тілдің логикалық құралдарын қолдану арқылы ұйымдастырыла алады, бірақ тілдің циклдік алгоритмдерді ұйымдастыратын арнайы құралдары да болуы
мүмкін (мысалы, жоғары деңгейлі тілдердегі цикл операторлары). Қай жағдай болмасын, алгоритмдік мəдениеттің маңызды құрамды бөлігi мұнда циклдік үдерістің жалпы жұмыс істеу схемасын түсіну, əсiресе, алгоритмді құру барысында циклдің қайталанатын (жұмысшы) бөлігін ажырата білу біліктілігі болып табылады.
8. Алгоритмді орындау (негіздеу). Алгоритмдеу үдерісінде ұдайы қолданылатын алгоритмдi сипаттау үшiн құрылған үзiндiлерді жоспарланған нəтижелерден басқаша, қандай да бір мезетте автордың өзі не орындаушы қалай жасағысы келсе, солай емес, олар қалай сипатталса солай қабылдап, орындау біліктілігі алгоритмдік сауаттылықтың маңызды компоненті болып табылады. Басқа сөзбен айтқанда, автордың ойлағаны мен нақты жазылған нəрсе неге келтіретіндігін айқын салыстыра (бөле де) білудің дамыған біліктілігі талап етiледі. Алгоритмдеудің осы құрамды бөлігі алгоритмнiң ав- торын ұдайы суыққанды жəне тақуа орындаушы болуға мəжбүр етеді жəне, шын мəнінде, алгоритмнің дұрыстығына бақылау жа- сап, алгоритмді негiздеу бойынша алгоритмдік сипаттама жасау үдерісіндегі жалғыз жұмыс iстейтін (оны шын орындаушыға берген- ге дейін) құрал болып табылады.
9. Мəліметтерді ұйымдастыру. Алгоритм үшiн бастапқы мате- риал өңдеуге жататын ақпарат немесе бастапқы берілгендер болып табылады. Алгоритмді құрушы өңдеуді қандай ретпен жүргізуді ғана емес, сонымен қатар, алгоритмнің орындалуында алынған соңғы жəне аралық нəтижелерді қай жерге, қалай тиянақтап алуды ойлауы керек.
Жоғарыда көрсетілген алгоритмдік мəдениеттің құрамды бөліктерін меңгеру алгоритмдер құру - алгоритмдеу, демек, ЭЕМ үшін программалау дағдыларын қалыптастырудың негізiн қалайды. Дегенмен, алгоритмдік мəдениетті құрайтын құрамды бөліктердің ерекшелігі олардың тек оқушының ЭЕМ-мен қарым- қатынасына ғана бағытталғандығынан ғана емес, жалпы айтқанда, программалаудан тəуелсіз кең мағынасы бар екендігінен тұрады. Басқа сөзбен айтқанда, оқушының алгоритмдік мəдениеті жалпы
программалауға дейінгі түсініктер, біліктілiктер мен дағдылардың жиынтығы ретiнде оқушының алғашқы бір сауаттылық деңгейiн қамтамасыз етеді. Бұл тек оқушы-компьютер жүйесінде ғана емес, сонымен бірге формальды емес оқушы-мұғалім, оқушы-оқушы т.с.с. машинасыз жүйелерде де жемісті жұмыс істеуді қамтамасыз
етеді, яғни, жеке алғанда, компьютерлік жағдайдан тыс оқу пəндері шеңберінде оқушылардың іс-əрекетіне қызмет жасайтын операциялық толықтыру жасайды деуге болады.
ИЕТН пəнін мектепке енгізуге байланысты академик Е. П. Ве- лихов атап өткендей, информатика компьютерлерді пайдалануға келтірілмейтін, көшеде жолаушыға жол бағытын түсiндiре алу икемділігі сияқты жалпы адамзат мəдениетінің бір бөлігі болып та- былады [46].
Орта мектептің программалау курсына жалпы білім беру материа- лын айқындауға бағытталған зерттеулердің нəтижесі мектептiң оқу жоспарына жаппай енгізу мақсатында программалау курсынан жал- пы білім беретiн пəндi (бөлімді) қалыптастырудың педагогикалық мəселесіне əкеп тіреді. Осындай əрекет 1970 жылдардың ортасын- да ең алғаш рет жүзеге асырылды: 8-сыныптың алгебра курсында
Есептеу жəне алгоритмдер тақырыбы бойынша əңгімелесуге арналған материал, ал кейінірек 11 сағаттық Алгоритмдер жəне программалау элементтері бөлiмi пайда болды [47].
Мектептiң бiлiм берудiң жүйелі мазмұнына ЭЕМ-ге арналған программалау туралы мəліметтердің кенеттен бұзып өтуінің мəнін бағалау қиын, бұған қарамастан бұл əрекет бүтіндей алғанда сəтсіз болып шықты жəне бұл жаңа бөлiм көп кешікпей алгеб- ра оқулығынан алынып тасталынды. Себебi сол уақытқа дейiн жасалынған алгоритмдеуді көрнекі оқытуға арналған аз да болса оқу-əдістемелік құралдарды ендiрудiң орнына оқулыққа Алгол-60 тілінің формальді ағылшын тіліндегі нұсқасы енгізілді, ал бұл өз кезегiнде дайындықсыз математика мұғалімдерін естен тандыр- ды. Нəтижесінде оқушыларға алгоритмдік мəдениеттің құрамды бөліктерін қалыптастыру үшiн оқу машинасы (гипотетикалық) жəне алгоритмдеу тілдерін пайдалану идеяларының дамуы жанданды- рылды (И. Н. Антипов [48, 49], М. П. Лапчик [9] жəне т.б.). Мерзімді əдiстемелiк басылымдарда мектепке кибернетика элементтерін, ЭЕМ мен программалауды оқытуға арналған жалпы білім беретін курстарды табанды түрде енгізу керектігі жайында мəселе қойылып, оны талқылауға əдіскерлермен бірге атақты математиктер де [50-55 жəне т.б.] қатысты. Сол кезде алгоритмдеудiң мазмұндық-əдiстемелiк аспектілерiнiң дəстүрлі мектеп пəндеріне пəнаралық ықпалы, ең алдымен, математикаға тіл арқылы, мазмұнының алгоритмдік бағыттылығы, білімнің қолданбалы жағына назардың күшеюі жəне
т.с.с. [56, 9, 55, 20, 57] арқылы ықпалы зерттелді. Осы жұмыстардың болашақтағы маңыздылығы - олардың программалау идеялары мен əдістерінiң оқыту мазмұны мен үдерісіне терең ықпал етуі қырларын қарастырғандығында. Олардың кемшiлiктері он жыл өткеннен кейін мектептерді батыл түрде компьютерлендiру етек алғанда толығымен біліне бастады.
9.1 "Информатика жəне есептеуіш техника негiздерi" пəнін мектепке енгізу
Сонымен, мектептерді компьютерлендіру саласындағы нақты ұйымдастыру-əдістемелік шараларды талқылауға жалпы білім беретін жəне кəсіби мектептердің реформасының негізгі бағыттары түрткі болды (1984 ж.) [58]. Солуақыттағымектеп реформасының бас- ты қағидаларының бірі ол алғашқы рет ашық декларацияланған ин- форматика жəне есептеу техникасын мектептің оқу-тəрбие үдерісіне енгізіп, жастарды жалпы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz