כל ההיסטוריה של התפתחות הפעילות האנושיתקשורה קשר בל יינתק עם פיתוח אמצעי צבירה, שידור ועיבוד מידע. אחסון נתונים חשוב מאוד לחייו של כל אדם וחברה כולה. אפילו בימי קדם, אנשים עמדו בפני הצורך לשמר מידע.
מונחים והגדרות
מידע הוא מידע על אובייקטים של העולם הסובב הנתפסים על ידי אדם, בעל חיים, עולם צמחי או מכשיר מיוחד.
מדיום הוא מדיום פיזי שעליו או בתוכו ניתן לרשום מידע.
מחסן נתונים הוא כתוב על חיצונימידע מדיה המיועד לאחסון לטווח ארוך ולשימוש קבוע. מאפיינים עיקריים: נפח, אמינות, זמן גישה (זמן לחיפוש הודעות נחוצות), זמינות הגנת מידע. בתנאים מודרניים משתמשים באמצעים טכניים שונים לשימור חומרים.
אינפורמטיקה היא מדע הנתונים והתהליכים בטבע ובחברה, שיטות ואמצעים להשגה, אחסון, עיבוד, שידור, שימוש וניהול תהליכים.
טכנולוגיית מידע היא מערכת של אמצעים ושיטות לאיסוף, עיבוד, אחסון, שידור והגנה על מידע.
תהליך מידע: דוגמאות במערכות
שקול מערכת מלאכותית מוכרת כמו ספרייה. הוא מבצע לפחות ארבעה תהליכי מידע עיקריים:
- אחסון - ספרים וחומרים מודפסים אחרים נמצאים בשטח הספרייה;
- חיפוש - כאשר קורא מזמין ספר, הספרן חייב למצוא אותו;
- שידור - המידע המוצג בספר, המועבר לקורא;
- עיבוד - כאשר ספרות חדשה מגיעה לספרייה, הנתונים עליה מוכנסים לקטלוג; בזמן הקריאה, הקורא מעבד את הנתונים, ובכך מתרחש תהליך המידע.
אנו יכולים לצפות בדוגמאות של אותם תהליכים במערכת טכנית, למשל, במערכת תקשורת ניידת. אחד החשובים שבהם הוא תהליך השימוש בנתונים, המספק את צורכי המידע של מערכות ומרכיביהן.
מערכת מידע היא האלמנטים(חומרה, תוכנה, נתונים) אשר, תוך אינטראקציה זה עם זה, מספקים למשתמשים את המידע הדרוש כתהליך מידע כזה או אחר. דוגמאות לשימוש במערכות המידע של היום ניתן למצוא בכל מקום: במפעלים, בנקים ומוסדות. הם עוזרים בביצוע הנהלת חשבונות, מספקים מידע לעובדים ומבטיחים תפעול של ציוד תעשייתי (קווים אוטומטיים, מכונות וכו').
הכשרה ביסודות טכנולוגיית המידע
כך למשל, ייבחן הנושא החינוכי "תהליכי מידע ומידע" (האחרונים מנוסחים בצורה של דרישות לידע ולכישורים של התלמידים).
על התלמידים להכיר את המושג טכנולוגיית מידע; שמות ומטרות של מערכות התוכנה העיקריות.
כמו כן, תלמידים צריכים להיות מסוגלים לתקן את תחום הנושא והאובייקטים שלו, לבחור ולבחור (או לפתח) שיטות לפתרון בעיה נתונה בתחום מסוים.
בכל שלבי התפתחות החברה, כגוןנעשה שימוש בטכנולוגיות להבטחת חילופי נתונים בין אנשים, המשקפות את הרמה המתאימה ואפשרויות השימוש במערכות לרישום, אחסון, עיבוד והעברת נתונים, ובכך פיתחו את תהליך המידע.
דוגמאות במדעי המחשב למשימות לשליטה בקורס בית ספרי:
- להכיר לתלמידים את המושג טכנולוגיית מידע;
- לגבש את מושג הטכנולוגיה כמכלול של שיטות, כלים וטכניקות המשמשים לפתרון בעיות בתחום מסוים;
- לשלוט במיומנויות הבסיסיות של עבודה עם מחשב אישי;
- להראות את תפקידה ומקומה של טכנולוגיית המידע בחברה המודרנית.
מתודולוגיה להוראת טכנולוגיית מידע
ידע בסיסי בחקר מידעטכנולוגיות הן מידע מחשב, תהליכי מידע. כיתה ח' של בית הספר התיכון היא הרמה הראשונית להשגת מיומנויות אלו. הבה נציין את הנקודות העיקריות על המתודולוגיה להשגת ידע כזה.
- השתמש בסיווג טכנולוגיות מידע על מנת לבחור כלי תוכנה וטכנולוגיות לפתרון בעיות בתחומי מקצוע ספציפיים ללימוד.
- לפתח מערכת תרגילים לפתרון בעיות מתחומי מקצוע שונים.
- יש צורך לייחד את היחידות הדידקטיות העיקריות להוראת טכנולוגיות חדשות.
- השתמש בטכנולוגיית מידע ובתהליכיםלחקור כלי תוכנה של הממשק המאוחד. לכלים שאינם מבוססים על ממשק משתמש גרפי (GUI מ-English Graphic User Interface) יש מבנה פקודה המבוסס על תפריט היררכי.
- זה תרגול טוב להכיר לתלמידיםמונחים: מהו תהליכי מידע ומידע, אינפורמטיקה, להכיר להם כלים מקצועיים על מנת להבטיח את המשמעות המעשית של הידע.
- בהוראת טכנולוגיות מידע ותקשורת, רצוי להשתמש במודלים של מידע.
- שיטת הלימוד העיקרית צריכה להיות שיטת המשימות שנבחרו כראוי ושיטת הדגמת דוגמאות המבוססות על שימוש נרחב בטכנולוגיות אינטראקטיביות.
מודל מידע
מודל מידע הוא תיאור של אובייקט אותהליך, המציין כמה מהמאפיינים והמאפיינים האופייניים שלהם החשובים לפתרון בעיה מסוימת. מודל מתמטי כיום מהווה גורם חיוני בתחומי פעילות אנושית שונים: בתכנון, חיזוי, ניהול, בתכנון מנגנונים ומערכות. חקר תופעות אמיתיות בעזרת מודלים כאלה, ככלל, דורש שימוש בשיטות חישוביות. במקביל, נעשה שימוש נרחב: תורת ההסתברות וסטטיסטיקה מתמטית, מדעי המחשב, תהליך מידע חישובי ומתמטי. דוגמאות למידול, שמטרתן להשיג ערכים מספריים של פרמטרים של תהליך או תופעה, הן רבות מאוד: אנליטיות, חישוביות, סימולציה.
מתודולוגיה להכנסת התלמידים למושג מודל
קו דוגמנות תוכן ליד הקותהליכי מידע מתייחסים ליסודות הקורס אינפורמטיקה. עם זאת, אין להתייחס לכך שנושא זה הוא תיאורטי בלבד ומופרד מכל שאר הנושאים. יש להתייחס לתכנות טכנולוגיות מידע - DBMS, עורכי גיליונות אלקטרוניים ואחרים כשיטות לעיבוד מודלים של מידע. ראוי לציין כי היווצרות הבנה נכונה של תוכן פתרון בעיות בקרב התלמידים היא אחת המטרות החשובות בלימוד קורס אינפורמטיקה, אשר מושגת בהדרגה. המושג מודל קשור ישירות למושג אובייקט. אבל במציאות אין הגדרה מדויקת. הצגת מושג זה, אפשר פשוט לציין שבחיי האדם מופעים שונים של טבע חי ודומם מקיפים אותנו, אשר ניתן לכנותם אובייקטים של תשומת לב אנושית.
רעיונות ושיטות לתכנות מובנה
שימוש בשיטות מבניותהתכנות יוצר את המיומנויות של שמירה קפדנית על משמעת עבודה בעיצוב אלגוריתמים, מה שתורם רבות לפיתוח החשיבה הלוגית של התלמידים כבר בשלבים הראשונים של לימוד יסודות האלגוריתמים. חשוב להראות לתלמידים כי ההוראה להשלים ולקבל פתרון למשימה מסוימת יכולה להיחשב כמטלה נפרדת המייצגת את התוצאות הרצויות ותינתן כערך ספציפי התלוי בנתוני הקלט. מכיוון שלא כל תרגיל יכול להתבצע על ידי תלמידים, יש צורך להציג אותו בצורה של סט הוראות מסודר מסודר לביצוע פעולות פשוטות, שיובילו גם לתוצאות הרצויות. חשוב שתלמידים, בניתוח דוגמאות שנבחרו במיוחד, יגיעו למסקנה שמידת הפירוט של המשימות שנקבעו תלויה במכלול הפעולות שמבצע האלגוריתם יכול לבצע.
שפה אלגוריתמית חינוכית
לשאלות החשובות של המתודולוגיה של הוראת היסודותאלגוריתמיזציה מתייחסת לבחירת שיטת התכנות ללימוד בבתי ספר תיכוניים. החינוך בבית הספר צריך להתנהל על בסיס שפה שנוצרה במיוחד. בכך, לא רק אוצר המילים ומערכת כללי הדקדוק נטמעים, אלא גם נפתחות הדרכים לסגנון חשיבה חדש. נושא בחירת שפת תכנות נשקל בעבודותיהם של מדענים רבים, שם הוצעו דרכים שונות לביצוע תהליך המידע החינוכי. דוגמאות במדעי המחשב לשיטות ללימוד נושא זה הן כדלקמן:
- בעת פתרון בעיות מדעיות ותעשייתיות.
- בשפות מוכוונות מכונה.
- שליטה בשפות ותכנות ספציפיות.
- אימון המבוסס על אלגוריתם אימון שפותח במיוחד.
התרגול הראה שאף אחת משלושת הדרכים הראשונותאינו מצדיק את עצמו בתנאי לימוד המקצוע החינוכי הכללי של אינפורמטיקה, שכן הם אינם פותרים את בעיית היווצרות היסודות של תרבות המידע של התלמידים. לכן, כדי לפתור את המשימות הקוגניטיביות של קורס ההכשרה, יש צורך לשלב את הרעיונות העיקריים של כל אחד מהנתיבים המוצעים.
אמצעים לעיבוד מידע
תהליך תמיכה במידעלניתוח אובייקטי מידע יש שימוש בתוכנות יישומים שתוכננו במיוחד לעיבוד כזה. אתה יכול להציע לתלמידים את תוכנית ההכשרה הבאה:
- הדגמה בעזרת דוגמאות ספציפיות למאפיינים של אפשרויות השימוש בסביבה.
- ניתוח אובייקטים, סוגי הודעות, שיטות ייצוג שלהם, שיטות קבלת תוצאות עיבוד הודעות.
- היכרות עם המרכיבים העיקריים של ממשק הסביבה.
- כללים לעבודה עם מערכת העזרה המובנית.
- היכרות עם הפונקציות העיקריות ודרכי הפעולה של הסביבה.
- לימוד תכנית ספציפית (לפי תכנית נפרדת).
- הכללה תיאורטית של אופני הפעולה והתפקודים העיקריים של הסביבה.
- הכללה תיאורטית ברמת ההנחיות הבסיסיות.
- ביצוע משימות דומות בסביבה אחרת בעלת מטרה דומה.
מערכת תכנות ויזואלית
על כל טופס ובקרות אירועיכול איכשהו "להגיב" בהתאם לקוד הכתוב, אשר נוצר על ידי המשתמש עבור כל אובייקט בנפרד. בתהליך כזה יש לתאר כל שלב בפירוט. אחד החסרונות של הסגנון הזה הוא שמי שכותב את הפרויקט צריך לרשום הכל בעצמו. בתכנות מונחה אירועים, במקום לתאר כל שלב בפירוט, על המחבר לציין כיצד להגיב לאירועים שונים (או פעולות משתמש), הכוללות, למשל, הצבעה, לחיצות עכבר, תנועות עכבר וכו'. אירוע אחד יכול להיות סיפק תגובה כלשהי, השני - פשוט התעלמו. זה יוצר לא תוכנית אחת גדולה, אלא כמה, המורכבות ממערכת של נהלים הקשורים זה בזה, הנשלטת על ידי המשתמש.
מתודולוגיה ללימוד סביבת התכנות החזותית
אחת הסיבות לביצועים הגרועים של רובםלתלמידים יש הסתגלות איטית לעומס המידע. כמות גדולה של חומר במקצועות אקדמיים שונים מביאה לכך שמספר לא מבוטל של סטודנטים אינו יכול לשלוט בו. שיפור המצב אפשרי, בפרט, באמצעות בחירת גישות ללמידה. אחת הגישות הללו מבוססת על הבנייה בחשיבה של ילדים של "מודל" של נושא כל מדע. זה כרוך בביצוע פעולות מנטליות כמו חיפוש דפוסים, מציאת אנלוגיות, חיפוש אחר קשר היררכי בין אובייקטים, השוואה וכו'. אחד האמצעים ליצירת מיומנויות אינטלקטואליות וסוגי חשיבה שונים של תלמידים יכולים להיחשב כמחקר של תכנות מונחה עצמים. גישה זו כוללת הבנה חדשה של תהליכי החישוב, כמו גם מבנה הנתונים בזיכרון המחשב. בגישה המכוונת, מוצג המושג של אובייקט המכיל "ידע" על מהות העולם האמיתי. חפץ או קבוצת חפצים הם בעלי חשיבות תפקודית רבה בתחום זה. יצירת אובייקט כזה במערכת, על התלמיד להדגיש את הבעיות המשמעותיות לשימוש בו, לדעת ולהיות מסוגל להשתמש בכל תהליכי מידע. במקביל, יש לערוך מבחן או בחינה על היכולת לגבש או ליישם את היכולת להשוות, להדגיש את העיקר, להכליל.
