Статья "Изучение современного курса информатики в техническом вузе"
статья по информатике и икт (11 класс) на тему

 Дейкин В.В., Окорокова И.В.

Изучение современного курса информатики в техническом вузе

Информатика как учебная дисциплина сегодня изучается повсеместно, однако её содержание до сих пор окончательно не сформировалось. Как показывает анализ современных вузовских учебных пособий, некоторые разделы информатики рассматриваются авторами учебников как более или менее обособленные и не всегда бывают представлены в должной мере в составе конкретного учебного пособия: к ним относятся программирование, информационные системы, искусственный интеллект [1,2]. В довольно широком диапазоне изменяется и отношение к математическим основам информатики – от охвата всех теоретических разделов, включая теорию алгоритмов и математическую теорию информации, и вплоть до полного их игнорирования.  

Вычислительная техника, или наука об ЭВМ – то, что в США и Великобритании называется Computer Science – занимает центральное место в информатике. К сожалению, как показывает опыт преподавания информатики в ряде вузов Кубани, знания студентов (изучающих, согласно учебному плану, только курс информатики) именно в области вычислительной техники неуклонно ухудшаются. Всё чаще обнаруживается, что при неплохой подготовке в сфере информационных технологий и даже в программировании студенты не знают, что такое разрядность и адресное пространство процессора, на каких физических принципах работают ячейки оперативной памяти, для чего в компьютере применяются логические элементы и т.п.

По нашему мнению, наблюдается нежелательный процесс отдаления разделов информатики друг от друга – прежде всего, в сознании слушателей, но затем, к сожалению, и в практике преподавания.

Иногда такое отдаление кажется обоснованным. Например, при освоении работы с текстовыми процессорами общие возможности всех меню представлены огромным количеством пунктов, на полное изучение которых не хватает никакого отведённого времени. В такой ситуации могут неуместно выглядеть дополнительные  сведения о внутреннем представлении текстовой информации в ЭВМ – например, о том, что текстовые файлы имеют собственную структуру, что применяются различные кодировки, форматы и что существует операция конвертирования.

Однако нельзя забывать, что цель любого обучения не только алгоритмическая, но и мировоззренческая. Ради создания цельного представления об информатике как науке можно потратить часть учебного времени, обычно небольшую, чтобы отвлечённые рассуждения быть подкреплены наглядно  специально подобранными примерами того, что происходит внутри ЭВМ. В ряде случаев было бы уместно привести соответствующие  двоичные коды.

Информатика не только возникла из математики, но и переняла её отрицательные черты, а именно – не всегда обоснованный уход в область абстракций. Например, из современного курса математики, как однажды и произошло, вполне может исчезнуть упоминание об элементарной геометрии только на том основании, что это частный вариант более общей теории (серия книг Н.Бурбаки), а французский школьник на вопрос – почему дважды два четыре? – скорее всего, ответит: потому что операция умножения коммутативна.

Аналогичные перегибы имеют место и в информатике. Например, составители полных курсов по системам баз данных поднимаются до высот абстракции, перечисляя около десятка так называемых нормальных форм для таблиц – исходя из созданной внутри науки о базах данных теории реляционных отношений. Однако на практике выясняется, что такая теория в своём полном виде приносит больше вреда, чем пользы, и никто не применяет более первых трёх нормальных форм. Само собой разумеется, что после усвоения подобного «математизированного» курса студенты не имеют простейших знаний по предмету: например, что база данных – это файл, а не папка, причём файл прямого доступа, к которому можно обратиться для записи без разрешения операционной системы.

Вероятно, в будущем от информатики и могут отделиться какие-то составные части, но этот печальный процесс не следует ускорять односторонним её преподаванием. Напротив, любые сведения высокого порядка обобщения –  например, по поводу возможностей объектно-ориентированной технологии, о классификации сетевых атак, о видах компьютерных вирусов и т.п. –  целесообразно подкреплять примерами (на уровне работы узлов и блоков компьютера), в качестве которых могут выступать, как предел допустимой в информатике наглядности, даже участки программных  кодов.

Очевидно, что в рамках обычного курса информатики изучить машинные коды и систему команд процессора нереально, но для обеспечения связи с наукой об ЭВМ о них следует регулярно напоминать. Тем более, что такое сочетание знаний улучшает баланс между словесно-описательной частью и наглядными образами, что полезно для нормальной работы психики в процессе обучения.

Можно предложить следующие конкретные варианты предлагаемого гармоничного изложения некоторых сведений из обычного курса информатики:

1. При изучении символьных кодировок – запустить текстовый редактор и набирать комбинации клавиш + «код символа, набранный на цифровом блоке».

2. Рассказ о работе клавиатуры (о процедуре нажатия клавиши) сопроводить перечнем и краткой характеристикой реальных действий операционной системы – от сообщения номера прерывания процессору  до обращения текстового редактора к нужному адресу оперативной памяти.

3. Изучая форматы записи действительных чисел, показать, как делятся отведённые двоичные разряды на участки для записи знака, мантиссы, знака порядка и самого порядка.

4. Различные классификации компьютерных вирусов, обычно лишённые каких-либо признаков конкретики, дополнить, в качестве примера для одного из вариантов,  описанием заголовка exe-файла или com-файла и текстом простейшего вируса.

5. Назначение брандмауэра и принципы его работы объяснить, рассматривая заголовки пакетов, куда входит и так называемый (загадочный для студентов) номер порта.

6. Изучая адресацию в Интернете, обратить специальное внимание на структуру URL – унифицированного указателя ресурсов (что по какой-то причине обычно неизвестно даже любителям глобальной сети), а именно – что является именем компьютера, и где приведены названия доменов различного уровня.

Литература

1. Информатика: Базовый курс / С.В. Симонович и др. – СПб.: Питер, 2012. – 640 с.

2. Острейковский В.А. Информатика: Учеб. для вузов. – М.: Высшая школа, 2010. – 511 с.