Статья на тему: "Визуализация понятия "Информация""

Визуализация понятия «информация»

Мацуца К. И.

Преподаватель Московского промышленно-экономического колледжа Российского экономического университета им. Г. В. Плеханова

Наряду с широко известными учебными пособиями, вышел в свет и мультимедийный диск по курсу "Информатика. Базовый курс", разработанный специально для программы непрерывного образования в Московском Международном Институте Эконометрики, Информатики, Финансов и Права.

Представленная на диске учебная информация интересна и заслуживает отдельного разговора. В данной статье мы рассмотрим вопрос визуализации центрального понятия в курсе информатики и некоторые особенности его закрепления.

Сама по себе идея введения понятия с помощью flash-технологии удачна, но качество подготовленного материала вызывает нарекания. После просмотра фильма к авторскому коллективу возникают следующие вопросы и по сюжету, и по его постановке.

1.     С момента начала фильма и до начала введения понятия «информация» перед глазами зрителя проходит малоинформационный и бесперспективный с точки зрения введения понятия сюжет доставки драгоценного тела Степана Аристарховича на рабочее место. Какую роль в формировании понятия или, может быть, мировоззрения учащихся, играет данный сюжет?

2.     Далее на экране появляется персонаж, роль которого сводится к произношению единственной фразы о том, что вся информация находится у Степана Аристарховича. Какую смысловую нагрузку несет движение персонажа в обратную сторону? Какие дидактические цели преследует многозначительное «Угу, угу, да, да…»?

3.     Перейдем к центральному сюжету. Главный герой – флегматичный исполнительный директор в течение довольно продолжительного времени царапает бумагу на фоне бумажного развала, олицетворяющего гору информации. Надо полагать, что эта сцена символизирует процесс переработки накопленной информации? В таком случае кто должен догадаться и донести до учащихся сию светлую мысль?

4.     Звуковой ряд в центральном сюжете присутствует исключительно в качестве шороха «благородного письма» и напряженных расчетов на калькуляторе. Этот ряд способствует осмыслению наблюдаемого явления? Или обращает внимание учащихся на те признаки, по которым можно будет в дальнейшем сформулировать определение?

5.     Изображение секретаря настолько негармонично, что создает образ, отраженный в кривом зеркале. Насколько удачен этот методический прием с точки зрения формирования эстетического восприятия? В результате рассмотрения изображения в классе возникает творческая атмосфера или экранный материал более гармонично укладывается в систему формируемых знаний?

6.     В конце фильма ясно лишь одно – топ-менеджер не в состоянии убеждать вышестоящее начальство в необходимости очевидной (даже для секретаря) копеечной (для солидной организации) модернизации. Не ясно другое – что называют информацией и как выглядит компьютер, каковы цели создания данного произведения, каковы роль и место сего продукта в учебном процессе? Какое понятие должен освоить учащийся, какие знания, умения и навыки приобрести?

Возможны ли иные способы визуализации понятия «информация»?

Во-первых, считаем необходимо, обосновать выбор определения «информация» для введения его на уроке информатики.

Понятие «информация» относится к числу фундаментальных в науке, носит философский характер и является предметом постоянных научных дискуссий.

Подходы к раскрытию определения информации в учебной литературе рассмотрены в [10]. Мы же выберем, какое из предложенных определений будет наиболее целесообразно использовать в качестве основного.

В учебнике второго поколения А. Г. Кушниренко и др. [8] в разделе 1.6 написано следующее: «Так что же такое «информация»? Увы! – этот термин в информатике является первичным, неопределяемым. Отсутствие самого определения, однако, не мешает нам измерять объем информации и обрабатывать ее, подобно тому, как отсутствие строгого определения прямой и точки в планиметрии не мешает нам рисовать треугольники, доказывать теоремы и решать задачи». Примерно такого же плана дается определение и в [13].

Понятия точки и прямой действительно очевидны. Изобразить их может и младший школьник, не изучавший геометрии. Чего не скажешь об информации. Поэтому, как нам представляется, данный подход вообще не стоит рассматривать.

В учебнике А. Г. Гейна и др. [10] понятие «информация» встречается первый раз в первой главе в таком контексте: «Информация – постоянный спутник человека. Это те сведения, которые помогают ориентироваться нам в окружающем мире». В предпоследней главе читаем: «В интуитивном, житейском смысле под информацией понимают сведения, знания, и т. п., которые кого-либо интересуют. И чем интереснее сообщаемые сведения, тем больше информации (с житейской точки зрения) в них содержится». И далее: «когда речь идет об автоматической передаче информации, ее хранении и переработке, информация – это произвольная последовательность символов, т.е. любое слово; каждый новый символ увеличивает количество информации».

Авторы отражают два подхода: «с житейской точки зрения» и с позиции информационной техники. Оба подхода не годятся в качестве основного, конечного. Тем не менее, с первого определения удобно приступать к раскрытию темы, так как оно наиболее наглядное. Второй подход можно использовать для раскрытия понятия в общенаучном смысле.

В третьем учебнике второго поколения В. А. Каймина и др. [11] в первой главе написано: «Информация в наиболее общем определении – это отражение предметного мира с помощью знаков и сигналов». Определение универсальное, может быть использовано в раскрытии понятия в общенаучном смысле, но не в качестве основного, поскольку ни слова нет о методах обработки информации.

В статье «Информация» [6] дано следующее определение: «Информация – это содержание сообщения, сигнала, памяти, а также сведения, содержащиеся в сообщении, сигнале или памяти». В чем разница между содержанием и содержащимися сведениями не очень понятно. Поэтому считаем, что лучше этим определением не пользоваться.

В учебнике третьего поколения А. Г. Гейна и др. [1] практически повторяется определение из [10].

В учебнике Е. А. Колмыковой и И. А. Кумсковой [4] дается такое определение: «Информация – это совокупность разнообразных данных, сведений, сообщений, знаний, умений и опыта, необходимых кому-либо». Определение близко с вышерассмотренными в «интуитивном, житейском смысле» и дополнительному обсуждению, на наш взгляд, не подлежит. К тому же будет необходимо дополнительно объяснять отличие данных, сведений и сообщений.

Как совокупность концептуально связанных между собой сведений, уменьшающих меру неопределенности знаний об окружающем мире рассматривается понятие информации в учебнике под редакцией Н. В. Макаровой [7]: «Информация – сведения об окружающем мире, которые повышают уровень осведомленности человека». Данное определение не вполне пригодно, так как предполагает впоследствии введения понятия «сведения» и может рассматриваться лишь на бытовом уровне.

Л. Н. Хандадашевой и И. Г. Истоминой в [15] рассматриваются различные подходы к феномену «информация»: как фундаментальное понятие наряду с веществом, энергией, пространством и временем, с позиций математической теории информации, в обыденном понимании, с точки зрения кибернетиков, инженеров, биологов, генетиков, психологов, радиотехников, телемехаников, операторов ЭВМ, программистов, индивидуального человеческого сознания, а так же что понимается под информацией в социальных науках (социологии, психологии, политологии и др.). Однако в учебнике не определено, что понимают под информацией в информатике. Вместо этого говорится: «В дальнейшем, говоря об информации, мы будем иметь в виду именно то ее определение, которое подходит под обсуждаемую область знаний».

Данный подход интересен и может быть использован в раскрытии понятия «информация», но совершенно не пригоден в заключительной его части.

В учебнике А. С. Есипова [3] дано такое определение: «Информацией называют сведения о предметах, процессах и явлениях окружающего нас мира». Далее рассматриваются процессы восприятия человеком информации.

Данное А. С. Есиповым определение и рассуждения, считаем, так же могут использоваться для введения понятия «информация» с житейской точки зрения.

В учебнике под редакцией профессора А. Д. Хомоненко [12] информация считается первичным и неопределяемым понятием. Ни одного определения не приводится, но графически представлены виды информационных сигналов:

а)     Непрерывный по уровню и во времени сигнал;

б)    Дискретный по уровню и непрерывный во времени сигнал;

в)     Непрерывный по уровню и дискретный во времени сигнал;

г)     Дискретный по уровню и во времени сигнал.

Считаем возможным, использовать графическое представление видов информационных сигналов для визуализации понятия сигнала в предполагаемом фильме.

В учебнике С. А. Бешенкова и Е. А. Ракитиной [5] говорится, что термин «информация» может нести разный смысл, в зависимости от контекста, в котором он используется: в быту, в журналистике, в технике связи, в теории информации, в кибернетике, в семантической теории, в документалистике, философии. Перечисленные подходы стоит рассмотреть для формирования понятия в общенаучном смысле.

Здесь же дается такое определение: «Итак, в информатике информацию можно рассматривать как продукт взаимодействия данных и методов их обработки, адекватных решаемой задаче». В определении есть упоминание о данных, которое потребует обстоятельного пояснения, уводящего за рамки поставленного вопроса. Поэтому данное определение можно было бы использовать в качестве основного, адаптировав к поставленной цели.

В учебнике И. Г. Семакина и др. [13] раскрываются два подхода к понятию информации. Первый – субъективный подход, при котором информация рассматривается с точки зрения ее роли в жизни и деятельности человека. С этой позиции информация – это знания, сведения, которыми обладает человек, которые он получает из окружающего мира. Данный подход близок с подходом в интуитивном, житейском смысле и дополнительного рассмотрения не требует.

Второй подход можно назвать кибернетическим, поскольку развитие он получил в кибернетике. С этой точки зрения информация – это содержание последовательностей символов (сигналов) из некоторого алфавита. Стоит заметить, что алфавит содержит набор знаков, а не символов.

Считаем, что совокупность данного определения и определения, данного в учебнике С. А. Бешенкова и Е. А. Ракитиной, позволяет сконструировать конечное определение термина «информация» в соответствии с поставленной целью: «Информация – это продукт взаимодействия последовательностей знаков (сигналов) из некоторого алфавита и методов их обработки, адекватных решаемой задаче».

Такое определение достаточно легко будет визуализировать: и сигналы, и алфавит, и какую бы то ни было решаемую задачу можно просто и доступно представить в виде экранных образов.

Во-вторых, считаем необходимым: определить какие объекты нужно выбрать для введения понятия «информация» и почему.

При введении понятия на бытовом уровне для учащихся считаем наиболее удачным сюжет из школьной жизни. Поэтому уместно будет использование следующих персонажей: учитель, школьник и его друзья, ближайшие родственники. В центре внимания – актуальные для школьника сведения, знания.

При введении понятия в общенаучном смысле необходимо рассматривать человека и способы получения, хранения и передачи человеком информации.

Отдельно отметим, что появление диктора на экране в данном случае не допустимо. Установлено, что при появлении на экране лектора внимание зрителя в значительной степени сосредоточено на нем как на личности, а уже потом на содержании его высказываний [2]. Что затруднит усвоение и без того сложного, предельно широкого понятия.

Создателям фильма необходимо будет предусмотреть возможность остановки фильма для записи учащимися определения в тетрадь.

В-третьих определить цели создания фильма:

¾   Дидактическая: сформировать понятие «информация» и ввести определение данного понятия в информатике;

¾   Развивающая: способствовать развитию внимания, памяти, критического мышления, кругозора и самостоятельности в суждениях;

¾   Воспитательная: способствовать формированию ценностей здорового образа жизни и института семьи.

Исходя из вышесказанного, предлагаем для обсуждения следующий вариант визуализации понятия «информация».

Поставленную задачу предлагаем решить в два этапа. На первом этапе сформировать понятие на бытовом уровне, в интуитивном житейском смысле, а на втором – в науке вообще и в информатике в частности.

Рассмотрим более подробно оба этапа.

1.                Снять сюжет о том, как учащийся, например, начальной школы (2 – 3 класса), решает задачу по математике. Найти правильное решение ему не удается. Утром он вместе с бабушкой, которая не участвовала в решении задачи накануне, по дороге в школу встречает учителя математики и объясняет трудности, возникшие в ходе решения задачи. Учитель предоставляет недостающие СВЕДЕНИЯ и ученик, озаренный догадкой, на ходу записывает решение.

Диктор за кадром говорит, что сведения, предоставленные учителем, для ученика будут информацией. В то же время для его бабушки они не будут иметь никакого значения, так как она не принимала участия в решении задачи.

Вывод [9]. В интуитивном житейском смысле под информацией понимают сведения, знания и т. п., которые кого-либо интересуют. И чем интереснее сообщаемые сведения, тем больше информации (с точки зрения человека, воспринимающего эту информацию) в них содержится.

Во время озвучивания вывода на экране текст для записи: «Информация в интуитивном житейском смысле – это знания, сведения, которыми обладает человек, получая их из окружающего мира».

2.                В начале второго этапа диктор за кадром говорит о том, что в окружающем нас мире информация может быть представлена самыми разными способами. На экране в этот момент появляется рукопись (тетрадь ученика), книга (учебник по математике), географическая карта, радио, магнитофон, телевизор, панорама степи, картина гор, видеосъемка саванны и т. д.

Человек воспринимает информацию об окружающем мире с помощью органов чувств - зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса (продемонстрировать здесь и далее) [14]. Чувствительные нервные окончания органов чувств (рецепторы) воспринимают воздействие (например, на глазном дне колбочки и палочки реагируют на воздействие световых лучей) и передают его нейронам (нервным клеткам), цепи которых составляют нервную систему. Нейрон может находиться в двух состояниях: невозбужденном и возбужденном. Возбужденный нейрон генерирует электрический импульс, который передается по нервной системе. В нервной системе происходит кодирование и передача информации с помощью двух состояний нейрона: нет импульса, есть импульс.

В этом случае сами состояния нейрона можно рассматривать как знаки некоторого алфавита нервной системы, с помощью которого происходит передача информации.

Генетическая информация во многом определяет строение и развитие живых организмов и передается по наследству.

Хранится генетическая информация в клетках организмов в структуре молекул ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Молекула ДНК состоит из двух скрученных друг с другом в спираль цепей, построенных из четырех нуклеотидов: A, G, T и C, которые образуют генетический алфавит.

Молекула ДНК человека включает в себя около 3 миллиардов пар нуклеотидов и поэтому в ней закодирована вся информация об организме человека: его внешность, здоровье или предрасположенность к болезням, способности и т.д.

Генетическая информация играет большую роль и подвергается постоянному изменению (мутации). Изменения происходят в обе стороны: и в сторону совершенствования, и в сторону деградации. В этом плане большую ответственность несут родители. В настоящее время считается, что в человеке порядка 30% предопределено генетически, примерно столько же закладывается во время пренатального (до рождения, внутриутробный период, иначе говоря, во время беременности женщины) развития, оставшиеся 40 процентов приходятся на социальное окружение, образование и духовную составляющую.

Для рождения полноценного и здорового ребенка необходимо отказаться от курения, алкоголя и употребления наркотических средств будущим отцам, а тем более будущим (в очень недалеком будущем) мамам. Девушкам в обязательном порядке врачи рекомендуют, как минимум за два года до запланированной беременности избавиться от курения (даже самых «легких» сигарет), употребления алкоголя (пиво представляет ничуть не меньшую угрозу, чем скажем вино или водка), а уж о наркотиках и речи не может быть!

Диктор говорит, что в зависимости от контекста, в котором используется термин «информация», он может нести разный смысл [4].

В философии под информацией понимают отраженное многообразие.

В журналистике под информацией понимают только те сообщения, которые обладают новизной (на экране в этот момент появляется изображение программы теленовостей и газеты).

В технике связи под информацией понимают любую последовательность сигналов, которая хранится, передается или обрабатывается с помощью технических средств, не учитывая смысл этих сигналов (например, изображение ленты телетайпа).

В теории информации – сведения, которые снимают полностью или уменьшают существующую до их получения неопределенность (демонстрируется классический пример с подбрасыванием монеты).

В кибернетике (теории управления) – ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, то есть в целях сохранения, совершенствования, развития системы (демонстрируется учебник по кибернетике).

В документалистике под информацией понимают все то, что так или иначе зафиксировано в знаковой форме в виде документов (демонстрируется пример свидетельства, сертификата и пр.).

Но для того, чтобы обрабатывать информацию ЛЮБОГО вида ее необходимо представить в каком-либо универсальном виде. Например, описать на каком-либо языке (на экране в этот момент кадры, изображающие радиста, отбивающего сообщение при помощи азбуки Морзе), а для того, чтобы эту информацию можно было бы обрабатывать электронно-вычислительными машинами (на экране в этот момент изображение компьютера), то описать ее на МАШИННОМ языке. С этой точки зрения информация – это содержание последовательностей знаков (сигналов) из некоторого алфавита (на экране демонстрируется программа в двоичных кодах) [11]. Тогда все информационные процессы (сбор, хранение, передача, кодирование, обработка и защита информации) сводятся к действиям над символами.

В данном случае важны как сами знаки, так и методы их обработки. Поскольку, получив сообщение на машинном языке необходимо еще знать и язык, на котором составлено сообщение.

Во время озвучивания вывода (предыдущего абзаца) на экране определение для записи: «Информация – это продукт взаимодействия последовательностей знаков (сигналов) из некоторого алфавита и методов их обработки, адекватных решаемой задаче».

Наша задача была в создании некой модели визуализации центрального понятия информатики. Предложенный для обсуждения вариант, вероятно, не является идеалом и потребует корректировки и доработки.

Так, например, на втором этапе визуализации понятия можно предложить сценарий встречи учителя вместе с младшим школьником с представителями разных профессий, которые и будут предлагать определения исходя из контекста профессиональной деятельности.

При такой постановке у учащихся будет преобладать непроизвольное запоминание, которому способствует живая и образная форма изложения учебного материала, динамичность, логичность.

Для организации произвольного внимания необходимы условия: ясное осознание цели работы учащимися и установка на запоминание. Установка на запоминание также связана с целью работы на уроке. Установка может носить как общий характер, так и конкретный: предложить учащимся перед просмотром контрольные вопросы. Например:

1.     Что понимают под информацией в интуитивном житейском смысле?

2.     Какими способами может быть представлена информация?

3.     В каком виде необходимо представить информацию для обработки ее на электронно-вычислительных машинах?

И т. д.

Важный элемент для улучшения запоминания – вычленение логической структуры (опора на логическую память): плана, названий фрагментов и подзаголовков. Этому способствует запись на доске (при классно-урочной системе) или в начале и в конце фильма (при дистанционной или заочной форме обучения) с возможностью остановки воспроизведения фильма.

При классно-урочной системе обучения после работы с фильмом мало перейти к чисто логической обработке материала, но и целесообразно закрепить в памяти наглядные представления, развивая наряду с логической и образную память учащихся.

Для создания условий формирования критического мышления предложить учащимся после просмотра самостоятельно составить несколько вопросов по фильму. После чего обсудить и демократичным способом выявить лучшие вопросы и наиболее удачные ответы одноклассников.

Как известно, забывание идет быстрее всего в первое время после заучивания. Поэтому на следующем уроке необходимо повторить материал, соблюдая пропорцию в воспроизведении чувственной и логической стороны информации.

Одна из форм работы – использование экранного материала в качестве иллюстраций к ответу учащихся. При демонстрации фильма без звука на следующем уроке можно предложить учащимся комментировать зрительный ряд. При этом в качестве опорного конспекта можно использовать собственный конспект или заранее заготовленный «дикторский текст». В этом случае необходимо помнить, что экранный материал по продолжительности должен быть не более одной, максимум двух минут с предварительной подготовкой способного учащегося.

Считаем существенным использование следующего правила работы с экранными пособиями теоретического содержания: максимальное стремление к установлению обратной связи. Действительно, если учащийся перестает улавливать логику развития мысли, не понимает какой-либо вопрос, то разрывается вся логическая цепочка и эффективность использования пособия резко падает.

Кроме того, активизации учащихся способствует методический прием работы с экранными пособиями, условно называемый «свободная дискуссия». В паузах между фрагментами экранного пособия учащиеся малочисленного класса имеют возможность подавать реплики, задавать вопросы и отвечать на них. Интересен психологический аспект такого приема: слабоуспевающие учащиеся, получив возможность в ходе обсуждения задавать вопросы и «признаваться» в том, что им непонятно, свободнее себя чувствуют, становятся активными участниками урока.

Для формирования правильных представлений об изучаемом понятии представляется целесообразным проведение самостоятельной работы по выделению существенных и несущественных признаков с последующим обсуждением и составлением на доске списков выделенных признаков.

В заключение изучения понятия «информация» можно предложить учащимся самостоятельно подготовить фильм или презентацию введения данного понятия, а также подготовить доклад, реферат, сообщение, об ученых, занимавшихся проблемой определения термина «информация». Менее активным учащимся можно предложить составить рецензии на работы товарищей.

Литература

1.           Гейн Г. А., Сенокосов А. И., Шолохович В. Ф. Информатика. Классы 7 – 9. – М.: Дрофа, 1998.

2.           Зазнобина Л. С. Экранные пособия на уроках химии: Пособие для учителей. – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1981. – 176 с., ил.

3.           Есипов А. С. Информатика и информационные технологии для учащихся школ и колледжей. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 480 с.: ил.

4.           Информатика: Учеб. пособие для студ. сред. проф. образования / Е. А. Колмыкова, И. А. Кумскова. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 416 с.

5.           Информатика. Систематический курс: Учебник для 10-го класса / С. А. Бешенков, Е. А. Ракитина. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. – 432 с.: ил.

6.           Информатика. Энциклопедический словарь для начинающих. – М.: Педагогика-Пресс, 1994.

7.           Информатика. 10 – 11 класс / Под ред. Н. В. Макаровой. – Спб.: Питер, 2004. – 300 с.: ил.

8.           Кушниренко А. Г., Лебедев Г. В., Сворень Р. А. Основы информатики и вычислительной техники: Учеб. для 10 - 11 кл. сред. шк. – М.: Просвещение, 1996.

9.           Методика преподавания информатики: Учеб. пособие для студ. пед. вузов / М. П. Лапчик, И. Г. Семакин, Е. К. Хеннер; Под общей ред. М. П. Лапчика. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 624 с.

10.       Основы информатики и вычислительной техники: Учеб. для 10 – 11 кл. сред. шк. / А. Г. Гейн, В. Г. Житомирский, Е. В. Линецкий и др. – М.: Просвещение, 1993.

11.       Основы информатики и вычислительной техники: Учеб. для 10 – 11 кл. сред. шк. / В. А. Каймин, А. Г. Щеголев, Е. А. Ерохина, Д. П. Федюшин. – М.: Просвещение, 1989.

12.       Основы современных компьютерных технологий: Учебное пособие / Под ред. проф. Хомоненко А. Д. Авторы: Артамонов Б. Н., Брякалов Г. А., Гофман В. Э., Кадигроб Я. Е., Компаниец Р. И., Липецких А. Г., Мальцев М. Г., Рыжиков Ю. И., Хомоненко А. Д., Цыганков В. М. – СПб.: Корона принт, 2002. – 448 с.

13.       Семакин И. Г., Вараскин Г. С. Структурированный конспект базового курса информатики. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000.

14.       Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебное пособие для 10 – 11 классов. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, АО «Московские учебники», 2001. – 464 с.: ил.

15.       Хандадашева Л. Н., Истомина И. Г. Информатика. Техническая графика. Базовый курс профильного цикла «Оператор ЭВМ»: Учебное пособие. – Москва: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2005. – 368 с. (Серия «Среднее профессиональное образование»).

Краткое описание документа:

Понятие «информация» относится к числу фундаментальных в науке, носит философский характер и является предметом постоянных научных дискуссий.

Возможно ли визуализировать понятие «информация»? Какие трудности встречаются на этом пути? Как их можно преодолеть? Какое из определений понятия "информация" для этого лучше выбрать?

Эти и другие вопросы разобраны в данной статье.