Послание инопланетян
Однажды мне приснилось золотое облако на фоне темных туч. По облаку бежали светящиеся письмена: “Вы, земляне, совершаете большую ошибку. Ваши земные способы записи алгоритмов давно устарели. Они слишком громоздки и трудны для понимания. Над планетой стоит стон: на всех континентах несчастные школьники в муках продираются сквозь джунгли косноязычного алгоритмического текста. Таким варварским способом вы пытаетесь развить у детей алгоритмическое мышление. Но для этого существует более гуманный инструмент – визуальный язык ДРАКОН. Он избавляет детей от ненужных страданий. Самый сложный алгоритм, записанный на ДРАКОНе, становится ясным, как Божий день. Если алгоритмы, которые учат в школе, написать на этом языке, получится наглядный учебник “в картинках”, доступный для самых непонятливых. ДРАКОН позволяет по-новому взглянуть на загадки алгоритмической вселенной, упростить курс информатики, устранить надуманные сложности, превратить алгоритмические мучения в увлекательные уроки алгоритмического творчества. С помощью этого волшебного языка вы, земляне, сможете создать самый легкий учебник на вашей планете и в ближайших галактиках”…
“А может быть, они правы?”, подумал я. Уже давно я лелеял мечту написать веселый учебник для детворы, понятный даже ежу, в котором используется “самый легкий и приятный” алгоритмический язык. И тем самым опровергнуть набившую оскомину поговорку “не помучишься – не научишься!”. Так родилась книга под названием “Занимательная информатика” (Издательство “Росмэн”, 1998, 200 цветных иллюстраций).
А теперь поговорим серьезно.
Не пора ли отказаться от устаревших идей?
Существующие учебники информатики, в том числе вошедшие в последний федеральный комплект, опираются на теорию текстовых алгоритмов, которая во многом исчерпала свои эвристические возможности. Сегодня точкой роста научного знания является теория визуальных алгоритмов, использующая новый, более простой и эффективный понятийный аппарат. Эта теория опирается на принцип гуманизации и эргономизации информатики, обеспечивая существенный рост производительности труда разработчиков алгоритмов и программ. Новая теория приводит не к усложнению, а наоборот, к облегчению познавательной работы учащихся. Она позволяет кардинально упростить учебный процесс, превратить сложный учебный материал в наглядный и доходчивый.
Первыми оценили преимущества новых идей работники высшей школы. В 1996 году Госкомвуз утвердил важный документ – “Примерную программу дисциплины “Информатика””, предназначенную для бакалавров. Она построена на основе последних достижений мировой науки и имеет принципиальные отличия от предшествующих программ.Для нас наибольший интерес представляет третий раздел программы, который называется “Алгоритмы и алгоритмизация. Визуализация алгоритмов”. Данный раздел построен на основе:
· теории визуальных алгоритмов;
· визуального структурного программирования;
· принципа формализации и эргономизации блок-схем;
· языка визуального представления алгоритмов ДРАКОН.
Сравнивая две программы по информатике (для вузов и школы), легко убедиться, что они не согласованы между собой. Парадокс в том, что программа для вузов опирается на современную и более легкую для изучения теорию визуальных алгоритмов, а программа для школы – на устаревшую (и более трудную) теорию текстовых алгоритмов.
Есть и еще одна неувязка. Вузовская программа предназначена, в частности, для направления 540000 – образование. Это значит, что учителя информатики в педагогических университетах будут изучать теорию визуальных алгоритмов, а придя в школу, столкнутся с отсутствием школьных учебников, построенных на основе этого нового и перспективного направления, способного значительно облегчить труд школьников.
Стоит ли ломать фундамент?
Предвижу возражения: зачем ломать существующий курс школьной информатики, который рождался в долгих муках? Стоит ли без нужды “упрощать” информатику, неизвестно зачем стремясь к наглядности и доходчивости? Не получится ли так, что вместе с водой мы выплеснем и ребенка? В конце концов, информатика не такой уж трудный предмет!
Что ж, обратимся к фактам. Шкала И. Сивкова позволяет оценить трудность каждого предмета в баллах. Все учебные предметы ранжированы от 1 (самый легкий предмет) до 11 (самый сложный). Так вот, согласно этой шкале, трудность изучения информатики составляет 10 баллов. Это значит, что информатика относится к числу наиболее сложных для понимания школьных дисциплин.
Усилия лучших педагогов, авторов учебников показали, что даже наиболее эффективные методические приемы не позволяют заметно снизить названный показатель (10 баллов). О чем это говорит? О том, что косметический ремонт здесь не поможет. Надо менять фундамент курса информатики.Напрашивается такая аналогия. “В средние века за умение делить четырехзначные числа в римской системе счисления давали звание доктора наук. А при переходе к арабским цифрам такое деление легко семи-девятилетний карапуз” (Г. Щедровицкий).
Переход от текстовых алгоритмов к визуальным по своей научной ценности и педагогической эффективности, образно говоря, аналогичен замене римских чисел на арабские.
Как выйти из тупика?
Визуализация (замена текста изображением) – перспективное направление в информатике. Общепризнано, что человеческий мозг в основном ориентирован на визуальное восприятие и люди получают информацию при рассмотрении графических образов быстрее, чем при чтении текста. Средства компьютерной графики представляют собой эффективный инструмент поддержки пространственно-образного мышления человека. Парадокс, однако, состоит в том, что эта важнейшая мысль существует как бы сама по себе и почти совсем не используется в учебниках информатики для выявления мощных резервов пространственно-образного мышления школьников, которое в полной мере раскрывает свои преимущества при замене высокоабстрактного символьного представления на более наглядное визуальное представление алгоритмов и программ. Что отсюда следует? Воздавая должное выдающимся заслугам основоположника отечественной школьной информатики академика А. П. Ершова и талантливых продолжателей его дела, которые внесли весьма важный, поистине неоценимый вклад в создание различных концепций школьного учебника информатики, следует вместе с тем усомниться в правильности избранного ими подхода. По мнению автора, сегодня, в эпоху все более широкого развития идей визуализации, ориентация существующих учебников на текстовое представление алгоритмов и программ уже не отвечает потребностям дня и выглядит неоправданным анахронизмом.
Поскольку этот вывод имеет фундаментальный и поворотный характер, во многом определяющий стратегию дальнейшего развития школьной информатики (по крайней мере тех ее разделов, что связаны с развитием алгоритмического мышления), он, разумеется, нуждается в тщательном и всестороннем научном обосновании. Анализируя проблему алгоритмизации в широком социокультурном и цивилизационном ракурсе, автор провел междисциплинарное исследование, результаты которого изложены в монографии “Как улучшить работу ума” (“Радио и связь”, 1999). Данную монографию можно рассматривать как теоретическое обоснование новых идей, положенных в основу предлагаемого учебника, а также используемого в нем нового понятийного аппарата.
Что такое понимаемость?
На ошибках мы горим! –
Мне сказал Алеха.
Непонятный алгоритм –
Это очень плохо.
Мы ошибки победим!
Надо сделать вот чего –
Надо сделать алгоритм
Ясным и доходчивым!
На заре развития информатики наиболее важными характеристиками качества алгоритмов и программ считались эффективность и надежность, а роль понимаемости (понятности) алгоритмов предполагалась незначительной и зачастую игнорировалась. Однако сегодня положение коренным образом изменилось. Стало ясно, что значительная или даже основная доля интеллектуальных усилий персонала при разработке сложных проектов затрачивается на процесс познания, на восприятие и понимание информации. Поэтому требование познаваемости проектов и алгоритмов и связанный с этим критерий сверхвысокой понимаемости становятся определяющими.
Аналогичная ситуация имеет место и в системе образования. В школе будущего, где забота об интеллектуальном комфорте и, следовательно, о здоровье учащихся будет иметь первостепенное значение, понятность алгоритмов и программ, вероятно, станет одним из важнейших или даже наиболее важным критерием при оценке качества конкурирующих языков. Словом, при прочих равных условиях победит тот язык, который позволит писать наиболее понятные алгоритмы и программы. Это связано с тем, что непонятные сведения загромождают ум, ибо человек не может ими пользоваться. Непонимание учебного материала вызывает чувство бесполезности учебы.
Станет ли ДРАКОН чемпионом мира?
Наиболее мощным средством для улучшения понимаемости является использование визуальных форм представления знаний, в частности визуализация алгоритмов и программ. Однако одной визуализации мало. Необходимо использовать когнитивные и эргономические методы. Я убежден, что наибольшей понимаемостью обладают алгоритмы, написанные на визуальном языке ДРАКОН (Дружелюбный Русский Алгоритмический язык, Который Обеспечивает Наглядность). Этот язык построен путем улучшения (формализации, эргономизации и структуризации) блок-схем алгоритмов и программ, описанных в стандарте ГОСТ 19.701-90.Благодаря систематическому использованию когнитивно-эргономических методов ДРАКОН приобрел уникальные эргономические характеристики. Можно предположить, что в будущем ДРАКОН сможет претендовать на звание чемпиона мира по критерию “понимаемость алгоритмов и программ” (в классе процедурных языков).
Предлагаемый курс информатики построен на основе языка ДРАКОН. Впервые в учебной практике вместо громоздкой текстовой записи алгоритмов используется наглядная графическая запись на языке эргономичных блок-схем. Графическое представление алгоритмов позволяет значительно упростить курс, облегчить усвоение материала, повысить успеваемость, наполнить сердца детей радостью.
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ:
Паронджанов Владимир Данилович - к. т. н., Российское космическое агентство, руководитель Общественной лаборатории “Учебник XXI века”.
Тел. (095) 331-50-72, 334-34-13
Книгу “Занимательная информатика” можно приобрести в издательстве “Росмэн”. Тел. (095) 257-41-32, 257-34-61.