Авторы: А. Л. Семенов, Т. А. Рудченко

 Пояснительная записка

      Наше время предъявляет к людям новые требования. Объем информации, которую каждому из нас приходится перерабатывать, растет изо дня в день. Средства информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), которыми мы пользуемся (от справочников, телефона, стиральных машин до компьютеров), становятся все более сложными и требуют от нас больших знаний и умений для работы с ними. Поэтому особую актуальность сегодня приобретает информационная культура, многие элементы которой должны войти уже в начальное образование. Информационная культура — это система общих знаний, представлений, взглядов, установок, стереотипов поведения, позволяющих человеку правильно строить свое поведение в информационной области: искать информацию в нужном месте, воспринимать, собирать, представлять и передавать ее нужным образом. Это понятие находится в ряду таких понятий, как «художественная культура», «культура поведения» и т. п. К информационной культуре относится умение пользоваться источниками информации — справочниками, словарями, энциклопедиями, расписанием поездов, программой телевизионных передач и др. К ней же можно отнести и умение вести телефонный разговор, и умение смотреть (и не смотреть) телевизор, и умение записать свой адрес и вести записную книжку.
      В современном начальном и среднем образовании постепенно происходит смещение приоритетов. Выработка информационной культуры становится одним из основных приоритетов в целях современного образования, естественно, меняется и подход к изучению информатики в школе. Российские тенденции развития в этой области образования соответствуют мировым:
      • Сокращается объем осваиваемых школьниками рутинных технологических знаний и умений, непосредственно связанных с используемыми ИКТ. Школьники знакомятся с интуитивно ясными средствами стандартного интерфейса, после чего особенности работы с конкретными программными средами и техническими устройствами могут осваиваться ими самостоятельно в ходе их применения.
      • Изучение информатики и информационных технологий в рамках отдельного предмета разгружается за счет практической отработки умений и навыков в ходе изучения всех общеобразовательных дисциплин, во внеучебной и внешкольной деятельности; основным вариантом изучения становится полная интеграция содержания информатики и информационных технологий в математике, технологии, других школьных дисциплинах без выделения отдельного предмета.
      • Происходит отказ от обязательного освоения школьниками сред и языков профессионального программирования.
      • Расширяется изложение вопросов социальной информатики (этические, экологические и правовые вопросы работы с информацией).
      • Начало изучения информатики переносится в начальную школу, что приводит к повышению эффективности учебной деятельности школьников на последующих ступенях обучения и тем самым способствует разгрузке учащихся.
      Задача курса и связи с другими предметными областями. Перечисленные тенденции были учтены авторами при создании курса «Информатика в начальной школе». Курс объединяет теоретическую информатику, социальную информатику и информационные технологии и закладывает базис для основных информационных и коммуникативных знаний высокого уровня, дает учащимся навыки использования компьютера и другие информационно-технологические знания и навыки, лежащие в основе информационной культуры.
      Этот курс служит также существенным подспорьем в развитии новой грамотности, содержание которой значительно шире классических «трех навыков», соответствующих традиционному содержанию начального образования: читать, писать, считать.
      Имеется в виду расширение понятий чтения (активный поиск всех разновидностей и типов информации, ее восприятие и анализ), письма (создание информационных объектов различных типов, установление связей (ссылок) между различными объектами, организация информации надлежащим образом) и счета (проектирование и конструирование объектов и действий; различные построения, в том числе логические, в графических и телесных средах, естественным образом представляющих основные объекты теории вычислений и математики конечных объектов).
      Новая грамотность — сочетание осваиваемых детьми основных лингвистических, логико-вычислительных и коммуникативных навыков, умения работать с определенными материалами, орудиями умственного и физического труда, способности выполнять операции и процедуры, т. е. внутренних и внешних технологий, — служит базой последующих этапов и сфер обучения.
      Характерно, что в связи с изменением места и роли образовательной области «Информатика» в школе меняются не только образовательные технологии, но и сама структура предметных областей. Постепенно информатика, бывшая некогда периферийной дисциплиной, находит свое значимое место в школьном обучении. Изучение курса «Информатика в начальной школе» поддерживает другие дисциплины, способствует общему развитию детей и их умению ориентироваться в окружающем мире. Основные идеи курса находят свое отражение и в других школьных предметах, поэтому данный курс вполне может войти в базовое ядро обучения в начальной школе. При этом, по мнению авторов, работа с компьютером является полезным и важным дополнением, но не необходимой частью для достижения главных целей курса.
      Авторы курса считают, что его изучение параллельно с основными курсами русского языка и математики позволяет существенно повысить качество освоения традиционных тем в этих курсах за счет формирования у учащихся еще одной, «информатической» точки зрения и развития их мыслительных и коммуникативных способностей.
      Одна из задач курса информатики в начальной школе — научить ребят:
      • работать в рамках заданной среды по четко оговоренным правилам;
      • ориентироваться в потоке информации: просматривать, сортировать, искать необходимые сведения;
      • читать и понимать задание, рассуждать, доказывать свою точку зрения;
      • работать с графически представленной информацией: таблицей, схемой и т. п.;
      • планировать собственную и групповую работу, ориентируясь на поставленную цель, проверять и корректировать планы;
      • анализировать языковые объекты;
      • использовать законы формальной логики в мыслительной деятельности.
      Курс рассчитан на три года в объеме 34 часа в год и предполагает возможность изучения при отсутствии компьютеров в школе. Однако если оснащенность школы позволяет, можно сочетать изучение информатики в рамках этого курса с занятиями по информационным технологиям. Эти занятия также могут проводиться до 34 часов в год, и программа таких занятий разработана. Независимость этих частей друг от друга дает возможность реализовать различные варианты изучения курса в зависимости от технических возможностей и желания школы. В случае если оснащенность школы позволяет ученикам начальной школы посещать компьютерный класс, а плотность расписания не дает возможности проводить больше одного урока информатики в неделю (34 часа в год), можно организовать уроки смешанного типа. В таком случае часть урока ребята могут работать с учебником, а остальное время — за компьютером. При таком типе уроков время для изучения теоретической части можно экономить за счет проведения уроков, интегрированных с другими предметами.
      Программа курса «Информатика в начальной школе» соответствует рекомендациям ЮНЕСКО-ИФИП «Информатика в начальном образовании».
      Комплект учебных материалов. В материалы курса каждого года обучения входят: учебник-тетрадь (в 2 частях), тетрадь проектов и методическое пособие для учителя.
      Учебник-тетрадь содержит страницы, где даются определения понятий, — листы определений — и страницы с заданиями, которые выполняются детьми прямо в учебнике-тетради. На листе определений вводится новый объект, свойство, дается определение нового понятия. Эти определения даются в основном с помощью графических примеров. Страницы с заданиями содержат задачи по темам, представленным на листах определений. Разумеется, блоки задач не всегда однородны  — часто встречаются задачи на повторение и обобщение, многие задачи комплексные, использующие большинство уже пройденных тем. Вынимаемый вкладыш учебника-тетради содержит необходимый дополнительный рабочий материал: контрольные работы в двух вариантах, листы вырезания, запасные поля для решения задач и  др.
      В тетради проектов собраны материалы, которые потребуются при проведении специальных проектных уроков,  — задания для детей, карточки со словами, рабочие тексты и прочие раздаточные материалы. В отличие от задач в учебнике-тетради, в которых новая информация вводится последовательно и систематически и соответственно формируется новое знание, проекты обычно представляют собой выход в реальный мир, включают большой объем новой информации, представляют собой целостную деятельность. При этом в работе с проектом, естественно, используются уже приобретенные знания и мотивируется приобретение новых знаний. Работа с проектами подразумевает также развитие различных коммуникативных навыков, поскольку в основном она выполняется по группам.
      Создатели учебника постарались выбрать бумагу для учебных материалов достаточно плотную, чтобы чернила фломастеров не проступали на обороте листа.
      Пособие для учителя содержит, помимо программы и описания курса и общих советов по проведению занятий, обсуждение каждой новой темы и блока задач, относящегося к этой теме, а также комментарии к контрольным работам. В отдельной главе пособия приведены подробные описания работы в проектах.
      Организация учебного процесса. Авторские идеи, положенные в основу курса, требуют не только иного материала для своего воплощения, но и иной организации урока. Основная модель урока курса  — это самостоятельная работа учащегося с учебником-тетрадью, изучение им листов определений и дальнейшее решение задач. Приветствуется обращение учащегося к учителю за индивидуальной помощью-консультацией в сложных ситуациях. Такая модель урока поддерживается спецификой учебника-тетради, который содержит полную информацию, необходимую для решения любой задачи. Роль учителя при этом состоит в том, что он индивидуально обсуждает ход решения той или иной задачи с теми учащимися, которые столкнулись с трудностями, просматривает решения задач и комментирует их. Кроме того, задача учителя как консультанта состоит не только в индивидуальной и групповой помощи при решении или толковании сложных заданий, но и в правильной организации обсуждения по итогам решения, в организации проектной деятельности внутри какой-либо темы или задания, в умении вовремя подхватить и развить инициативу учащихся по расширению и углублению разбираемого задания.
      Такая организация урока позволяет детям учиться и развивать свои способности более охотно и эффективно, чем при традиционной форме проведения уроков. Построение учебника-тетради ориентировано именно на такую модель урока. Все новые понятия вводятся при помощи графических примеров, простых и понятных детям. При этом курс не теряет ни логической четкости, ни математической точности. Листы определений и формулировки заданий учебника не допускают неопределенности, неоднозначности и одинаково понимаются всеми учениками и учителем — все участники учебного процесса играют по общим правилам. Это является условием успешной самостоятельной работы ученика с курсом, а также результативности помощи учителя и при необходимости родителей.
      Наряду с самостоятельной работой учащихся важным видом учебной деятельности является групповое обсуждение, в котором фигурирует заданный кем-то вопрос, неожиданное решение или трудность, с которой столкнулись некоторые дети. Учитель старается вовлечь в такое обсуждение наибольшее число детей.
      Безусловно, какое-то время на уроке может быть посвящено и более традиционной модели работы — объяснению учителя. Такое объяснение, как правило, продолжается не более 2—3 минут, хотя возможен и более продолжительный, до 5 минут, рассказ учителя, вовлекающий детей в диалог.
      Важной составляющей курса являются также проектные уроки. Проектная деятельность отличается от обычного урока как постановкой целей, так и организацией. Это групповая работа ребят по выполнению общей задачи. В процессе таких уроков ребята учатся координировать и планировать общую работу, общаться друг с другом. Групповая проектная работа учащихся может иметь самые разнообразные воплощения в зависимости от конкретной задачи для каждого проекта.
      Общее содержание курса. Информатические разделы математики в современной начальной школе тесно связаны с другими начальными разделами математики, поддерживают их изучение. Перемещение центра тяжести математического образования в направлении объектов и задач информатики является объективной тенденцией развития математики. Математические основы информатики во многих отношениях являются естественным полем формирования общих учебных навыков и развития общих мыслительно-коммуникативных способностей ребенка.
      В ходе освоения курса важные фрагменты математических основ информатики осваиваются учащимися в наглядной графической и телесной (трехмерной) форме, этот процесс достаточно легко вписывается в формат обучения в начальной школе.
      В основу построения курса положен следующий ряд принципов:
      • ясные правила игры, одинаково понимаемые учителем и учеником;
      • графические и телесные объекты учебной деятельности;
      • введение всего спектра основных понятий современной компьютерной математики на материале графических примеров, а не в виде формальных определений для заучивания;
      • использование человеческих языков как основной области реальных приложений математических конструкций.
      Представление о правилах игры, явных и неявных, существенно для работы в классе. И создатели курса (математики и лингвисты), и учителя, и дети, работающие с учебником, — все играют по одним и тем же правилам, правилам математики и информатики. Ведь гроссмейстер выигрывает партию у любителя не потому, что его «назначили» гроссмейстером, — правда в шахматах для всех одна. Задача, которую авторы ставят с первых уроков перед учителем и детьми, — договориться о правилах игры, т. е. правилах, принципах, законах совместной деятельности. На протяжении всей работы с курсом необходимо ясное и явное понимание этих правил детьми. Такие правила часто считаются в школе самоочевидными и потому несущественными, при этом иногда служат причиной учебной неуспешности. Понимание ребенком того, что значит правильно или неправильно решенная задача, — важнейший элемент всего учебного процесса. Авторы стараются как можно более ясно и явно формулировать все условия и ограничения каждой задачи. Суждение о том, правильно решена задача или нет, в равной степени должно быть доступно и ребенку, и учителю.
      Сравнение математики с игрой по формальным правилам и построение философии математики на этой основе принадлежит Давиду Гильберту, одному из крупнейших математиков конца ХIХ — начала ХХ века. В информатическом контексте такое сравнение особенно плодотворно — конечно, не в связи с компьютерными играми, а в связи с общим стилем взаимодействия человека с компьютером, когда компьютер действует по правилам, не воспринимая обширного и не всегда четкого окружения, в котором живет человек.
      Одна из основных задач курса, как и всего обучения в школе, — это освоение языка. В ходе работы над курсом постепенно вводятся ключевые слова и выражения, которые важны потому, что систематически используются в текстах учебных материалов, причем с точно определенным и фиксированным смыслом, понятным и одинаковым для всех детей и учителя. Для всех ключевых слов авторы стараются максимально подробно и ясно для ребенка (а также для учителя и родителей) разъяснить, проиллюстрировать и зафиксировать их смысл. Очень важно, чтобы относительно каждого ключевого слова у учителя с детьми было фиксированное и одинаковое понимание, что это слово значит.
      Курс тесно связан с образовательными областями «Математика» и «Языки». Однако и с другими школьными дисциплинами он имеет достаточно много точек соприкосновения. Так, в процессе решения задач курса ученики пользуются географической картой, работают с родословными царей, фигурками животных и т. п. Таким образом, курс можно использовать для интеграции предметных областей и установления более тесных межпредметных связей, а также иллюстрации специфики практических задач, которые, как правило, выходят за рамки какой-либо учебной дисциплины.
      Математико-информатическое содержание курса. Отдельное внимание следует уделить терминологии, используемой в курсе. В курсе используется система базовых понятий современной информатики, в наибольшей степени соответствующая задачам продолжения образования в средней, старшей школе и затем в вузе. Речь идет о таких понятиях, как цепочка, мешок, бусина, дерево и др.
      Понятие цепочка (англ. string) относится к числу наиболее часто используемых базовых научных понятий информатики (именно научных, в какой-то степени практических, технологических, инженерных, а не методических понятий обучения информатике). Для этого понятия в русском языке могут использоваться различные термины, в частности «слово», «конечная последовательность», «кортеж» (обычно в математическом контексте), «строка» (как правило, в несколько ином смысле), однако термин цепочка является наиболее употребительным и, по мнению авторов, наиболее подходящим для курса.
      С термином бусина ситуация иная, ему в научном и технологическом языке соответствуют термины символ, элемент (цепочки), буква. Этот термин не применяется в научной литературе. Тем не менее авторы используют его в курсе. Это связано прежде всего с необходимостью установить устойчивую связь между общим понятием и его конкретной реализацией в виде графических и телесных объектов. При этом авторы считают, что переход на последующих этапах обучения к стандартным (и различным в разных изложениях и контекстах) терминам трудностей у учащихся не вызывает.
      Понятие мешок (англ. bag) используется в информатике так же, как и в учебнике-тетради. Его отличие от понятия «множество» просто и формально: в множество каждый элемент может входить или не входить, а в мешок он может не входить, входить один, два, три раза и т. д. Например, мешок букв слова МАМУ содержит две буквы М, одну букву А и одну букву У. Это понятие при работе в области конечных объектов часто бывает удобнее, чем понятие множество. Его использование в начальной школе имеет и методические преимущества: оно легче воспринимается детьми, чем понятие множества; оно более непосредственно связано с понятием числа и т. д. С другой стороны, на последующих этапах обучения разница между этими двумя понятиями становится малосущественной.
      Понятие дерево также одно из важнейших базовых понятий современной информатики, чаще используемое в научном и образовательном языке, чем понятие произвольного графа.
      Объекты, базовые операции и отношения на них:
      •  атомарные объекты — символы различных алфавитов; одинаковость; свойства — цвет, форма;
      • цепочки (конечные последовательности) — одинаковость; порядковая нумерация, следование; соединение цепочки цепочек; алфавитный порядок букв, лексикографический порядок слов;
      • мешки (множества, в которых элементы могут повторяться) — одинаковость; ссыпание цепочки в мешок, раскрытие цепочки мешков;
      • таблицы (одно- и двумерные таблицы мешка);
      • деревья, включая упорядоченные;
      • разбиения плоскости; число областей.
      Языки:
      • объекты и их имена;
      • утверждения; истинностные значения: истина, ложь, неизвестно; утверждения, не имеющие смысла для данного объекта;
      • понятия «все», «каждый» (по отношению к утверждениям и объектам).
      Процессы:
      • проверка утверждения для объекта;
      • последовательный просмотр объектов цепочки и мешка;
      • порождение натурального ряда;
      • чередование операций двух процессов; пересчет объектов;
      • выполнение цепочки команд;
      • построение объекта по описанию — системе (мешку) условий;
      • перебор последовательных возможностей, дерево перебора, построение всех объектов, удовлетворяющих данной системе условий;
      • выявление несуществования путем полного перебора;
      • игра, позиции, ходы, правила, дерево игры, стратегия в игре;
      • алгоритмическое выполнение базовых операций над основными объектами;
      • процессы сортировки;
      • параллельные процессы;
      • частично заданные объекты, индуктивные построения объектов;
      • метод последовательного приближения;
      • разбиение задачи на подзадачи; соединение решений.
      Реальные объекты, языки и процессы
      (в качестве реальных языков используются различные языки народов мира, для некоторых только алфавиты):
      • алфавитные цепочки русского и других языков; дефис, апостроф; имена букв;
      • словари — орфографические, толковые, двуязычные; полная и частичная характеризация понятия;
      • генеалогические деревья;
      • базовые операции с реальными мешками и цепочками;
      • реальные сортировки;
      • реальные игры («Крестики-нолики», «Сим» и др.);
      • турниры и соревнования.