Transcript Slide 1

Informaatika koolides
Eesti ja Soome õppekavad
USA. A Model Curriculum for K-12 Computer Science
Venemaa Haridusministeeriumi miinimum nõuded Informaatikale
Informaatikainstituut
Asutatud 1964
Esimene arvuti 1967 – Minsk – 22
...
Kaks eriala: ca 150 inimest aastas
- informaatika
- äriinfotehnoloogia
Informaatika mitteinformaatikutele: ca 1200 inimest aastas
- arendustöö – rakenduste loomise alused
- infotöö
Täienduskoolitus, informaatika koolidesse
1986 – informaatika ja arvutiõpetuse
täienduskoolituse teaduskond
allguses - 12 töökohta, hiljem - 15
dekaan ja peaideoloog – Toomas Mikli
Alguses kuulajad peamiselt õpetajad, edaspidi ka teised
Põhikontseptsioonid informaatika õpetamiseks koolides
Infotöö ja süsteemitöö versus “Programmeerimine
teine kirjaoskus”
Personaalarvutid ja esimesed e-õppe projektid
Informatsioon ja infotöötlus
Mateeria
Informatsioon
Maailm
Energia
Informaatika
Riistvara
Andmevara
Tarkvara
Inimene
Keha
Hing
Mõistus
Väike on ilus!
Infoühiskond
Tagasi taludesse!
Daniel Bell, Alvin Toffler, ... , Toomas Mikli
• agraarühiskond
• industriaalühiskond
• infoühiskond
ca 10 000
tagasi
James Watt’i
aurumasin, 1770
ENIAC
esimine
elektroonarvuti
1946
Peamised tootmisharud
Industriaühiskond
– rasketööstus
– energeetika
– transport
Infoühiskond
– elektoonika
– arvutustehnika
– side
Infoühiskond.
Muutused töötajate struktuuris
Töötajate struktuur arenenud riikides
• töölised
10-15 %
• teenindajad
15-20 %
• infotöötajad
65-75 %
Informaatika
Informaatsiooni kasutamine, loomine ja edastamine ning
protsesside juhtimine programmjuhtimisega süsteemide abil
Programmjuhtimisega
süsteemid
Arendustöö
Infotöö
Informaatika põhivaldkonnad
Programmjuhtimisega süsteemid: arvutid, arvutivõrgud,
tööpingid, robotid, telefonid, ...
Struktuur, komponendid, tööpõhimõte, informatsiooni esitusviisid, ...
Kitsamalt: arvutite ja võrkude riistvara ja süsteemitarkvara
Infotöö - lugemine, kirjutamine, arvutamine, joonestamine ja
joonistamine, inforatsiooni hankimine, korrastamine ja edastamine, ...
Tekstitöötlus-, tabeli- ja matemaatika-, graafika-, andmebaasi-, jm
progammid, brauserid, veebiredaktorid, ...
Arendustöö ehk süsteemitöö
Probleemide (ülesannete) lahendamine ja rakenduste (süsteemide)
loomine arvuti abil
Ülesande püstitus, modelleerimine, analüüs, disain,
realisatsioon (programmeerimine), rakendamine
Üldpädevused
Väärtuspädevus, õpipädevus, ettevõtlikkuspädevus, ...
tehnoloogiline pädevus:
suutlikkus mõista tehnoloogia kaasaegseid arengutrende,
tehnoloogia ja teaduse omavahelisi seoseid;
hinnata tehnoloogia rakendamisega kaasnevaid võimalusi
ja ohte;
rakendada kaasaegseid tehnoloogiaid tõhusalt ja eetiliselt
oma õpi-, töö- ja suhtluskeskkonna kujundamisel;
kasutada tehnilisi vahendeid eesmärgipäraselt ja
säästlikult, järgides seejuures intellektuaalomandi kaitse
ja ohutusnõudeid;
tehnoloogia tõrke esinemisel analüüsida selle olemust ning
kõrvaldada see iseseisvalt, juhendi või spetsialisti
kaasabil.
tehnoloogilise pädevuse osas
22) ...
25) koostavad arvuti abil korrektselt vormindatud
dokumente, esteetiliselt kujundatud informatiivseid
multimeediumi-põhiseid esitlusi, demonstreerivad oma
saavutusi ja pädevusi digitaalse portfoolio e õpimapi abil;
26) koostavad ja kujundavad huvialaseid veebilehti,
ajaveebe või digitaalseid õppematerjale;
27) ...
28) ...
Läbivad teemad
Läbivate teemade õpetus realiseerub kogu kooli tegevuse kaudu:
1) õpikeskkonna korralduses – kooli kui õpikeskkonna
kujundamisel arvestatakse läbivate teemade sisu ja
eesmärkidega;
2) aineõppes – läbivatest teemadest lähtudes tuuakse
aineõppesse vastavad teemakäsitlused, näited ja
ülesanded, aineteülesed projektid;
3) valikainete valikul – valikained toetavad läbivate
teemade õpitulemuste saavutamist;
4) loovtöö – läbivatest teemadest lähtudes valivad
õpilased loovtöö teema, mida tehakse kas iseseisvalt või
rühmatööna;
5) klassi- ja koolivälisel tegevusel ja üritustel – läbivate
teemadega seotud eluvaldkondade tutvustamiseks ...
US K-12 Computer Science Curriculum
Computer science
Computer science (CS) is the study of computers
and algorithmic processes, including their
principles, their hardware and software designs,
their applications, and their impact on society.
K–12 CS curricula have the following kinds of
elements:
programming, hardware design, networks,
graphics, databases and information retrieval,
software design, programming languages,
logic, programming paradigms, applications in
information technology and information systems
CS Level II
Students in this course should gain experience designing
algorithms and programming solutions to a variety of
computational problems. The course should include the
following:
– variables, data types, and the representation of data in
computers
– managing complexity through top-down and objectoriented design
– procedures and parameters
– sequences, conditionals, and loops (iteration)
– tools for expressing modeling and design
(flowcharts, pseudocode, UML, N-S charts)
Информатика
• Информация и информационные процессы
Понятие информации. Информационные процессы в живой
природе, обществе и технике: получение, передача,
преобразование, хранение и использование информации.
Информационная деятельность человека. Информационные
основы процессов управления.
• Представление информации
Язык как способ представления информации. Кодирование.
Двоичная форма представления информации. Количество и
единицы измерения информации.
• Компьютер
Основные устройства компьютера, их функции и взаимосвязь.
Программное управление работой компьютера. Программное
обеспечение.
Файлы и каталоги. Работа с носителями информации. Ввод и
вывод данных.
Инсталляция программ. Правовая охрана программ и данных.
Защита информации. Техника безопасности в компьютерном
классе.
Информатика
• Моделирование и формализация
Моделирование как метод познания. Формализация.
Информационное моделирование. Исследование на
компьютере информационных моделей из различных
предметных областей.
• Алгоритмы и исполнители
Понятие алгоритма: свойства алгоритмов,
исполнители алгоритмов, система команд
исполнителя. Способы записей алгоритмов.
Формальное исполнение алгоритмов. Основные
алгоритмические конструкции. Вспомогательные
алгоритмы.
Знакомство с одним из языков программирования.
Переменные величины: тип, имя, значение. Массивы
(таблицы) как способ представления информации.
Информатика
• Технологии обработки текста и графики
Понятие текста и его обработки. Текстовый
редактор: назначение и основные возможности.
Редактирование и форматирование текста.
Представление графической информации.
Графический редактор: назначение и основные
возможности.
• Технология обработки числовой информации
Электронные таблицы: назначение и основные
возможности. Ввод чисел, формул и текста.
Стандартные функции. Построение диаграмм.
Использование электронных таблиц для решения
задач.
Информатика
• Технология хранения, поиска и
сортировки информации
Базы данных: назначение и основные
возможности. Системы управления базами
данных. Ввод и редактирование записей.
Сортировка и поиск записей.
• Компьютерные коммуникации
Локальные и глобальные компьютерные
информационные сети. Основные
информационные ресурсы: электронная
почта, телеконференции, файловые архивы.
Сеть Интернет. Технология World Wide Web
(WWW). Поиск информации.
Nõuded
• Programmjuhtimisega süstemid (riistvara)
• Infotöö
Arvutikasutaja oskustunnistus (AO), (Computer
Driving Licence). Eesti, Euroopa
• Arendustöö
modelleerimine, analüüs ja disain (UML)
algoritmimine ja programmeerimine
mitu taset: n. tehnika ja reaal ning teised
vahendid: n. Sctratch – kõigile,
õpetamise keeled: Basic, Alice, VBA,...
“suured keeled” C, Java, ...; skriptimiskeeled
Materiaalsed mudelid
mänguasjad, maketid, skulptuurid, katsekehad,
füüsikalised ja keemilised katsed
Informatsioonilised mudelid
Geomeetrilised mudelid
• matemaatilised mudelid
valemid, võrrandid, võrrandsüsteemid jm
x  V0 cos  t
gt 2
y  V0 sin   t 
2
• füüsikalised ja integreeritud mudelid
Infosüsteemide modelleerimine
Objektorienteeritud lähenemisviis
süsteem – omavahel seotud objektide kogum
objekt – ese, isik, asutus, dokument, ...
omadused (atribuudid), tegevused (operatsioonid)
klass – üldistus, ühetüübiliste objektide määratlus
Süsteemi kirjeldus esitatakse erinevat tüüpi diagrammide
(skeemide) abil
Peamised: klassi- ja tegevusdiagrammid
Spetsiaalsed modelleerimiskeeled - UML
UML - Unified Modeling Language
unifitseeritud objektorienteeritud graafiline modelleerimiskeel
1997
Raamatukogu infosüsteem (fragment)
Raamat arvutis
Hoone
Hoone
Pangaautomaat
Pangaautomaat
Pangaautomaadi tegevusskeem
Pangaautomaat. Detail 1
Ruutvõrrand
Ruutvõrrandi lahendaja
Antud rakendus võimaldab leida
ruutvõrrandi ax2+bx+c=0 juured
a
b
c
2
3
4
Lahenda
x1
x2
 b  b 2  4ac
x1, 2 
2a
Scr_prog
Scratch
Sub Ruut()
Dim a, b, c, x1, x2, D
a = txt_a.Value
If a = 0 Then
MsgBox "a ei tohi olla 0!": End
End If
b = txt_b.Value: c = txt_c.Value
D=b*b-4*a*c
If D < 0 Then
MsgBox "Lahend puudub"
txt_x1.Value = "": txt_x2.Value = ""
Else
x1 = (-b - Sqr(D)) / (2 * a)
x2 = (-b + Sqr(D)) / (2 * a)
txt_x1.Value = x1: txt_x2.Value = x2
End If
End Sub
Kui jah, siis kuidas?
• Mitte ainult Scratch vaid süsteemitöö: modelleerimine,
algoritmimine, ... Teised keeled võiks (peaks) ka
• Kasutamine erinevates ainetes (läbiv teema)
• Õpetajate koolitus
– Informaatikaõpetajad
– Aineõpetajad
• E-õppele orienteeritud materjalid
• Kuidas?
– Tugikoolid
– TTÜ kolledžid
• Teised ülikoolid: TLÜ, TÜ?