Что делать со школьной информатикой?

Примечание. Во избежание недоразумений подчеркну, что речь пойдет о среднем и старшем звене школы. Мне кажется, концепция и содержание информатики для младших классов не вызывают особых споров ни у специалистов, ни у педагогов: c одной стороны - развивающие упражнения (с элементами логики и алгоритмизации), а с другой - формирование "компьютерной грамотности" школьников, которая позволит им, в частности, пользоваться компьютерными тренажерами на уроках математики, русского языка и т. п.

Что такое "Основы информатики и вычислительной техники"?

Обсуждая этот вопрос, прежде всего, необходимо учитывать исключительное своеобразие предмета, обусловленное рядом объективных факторов (которые здесь лишь перечисляются).

Во-первых, то, что сейчас у нас называют информатикой, - это не одна наука с четко определенными предметом и методом, а очень широкая сфера, возникшая на стыке нескольких фундаментальных и прикладных дисциплин.

Во-вторых, мы стали свидетелями невиданных в истории темпов развития информационных технологий, которые (не отменяя фундаментальных основ) радикально изменяют как наши представления об информатике, так и реальное соотношение актуальных для общества разделов, процессов, явлений, понятий в этой сфере.

В-третьих, абсолютно запутан вопрос о содержании довузовской подготовки по информатике. Если в других предметах за многие годы общеобразовательный и довузовский (фактически - профильный) компоненты как-то сбалансированы, то в информатике до приемлемого компромисса еще очень далеко. По некоторым оценкам, в вуз поступает не более 40% выпускников, из коих подавляющее большинство идет в технические, медицинские, гуманитарные, экономические вузы, где большая часть преподаваемых ныне знаний не нужна. Таким образом, по самым завышенным оценкам, на долю институтов, причастных к "высокой" информатике, приходится никак не более 3-5% выпускников, которые к тому же чаще всего заканчивают профильные школы.

Что же должно быть в общеобразовательном курсе, рассчитанном на 95% школьников?

До недавнего времени преподавание информатики в средней школе опиралось на программы, созданные 10-15 лет назад, когда роль информатики была принципиально иной, чем сейчас. Основная посылка ("Программирование - вторая грамотность") отнюдь не являлась результатом заблуждения или ошибочного понимания существа дела - она отражала реальный "вектор" развития компьютерной техники в то время. Предполагалось, что образованному человеку потребуется освоение компьютерных терминалов, умение составлять и программировать алгоритмы в своей предметной области на языках FORTRAN, BASIC и т. п. Другими словами, речь шла об "оптимизации" выполнения старой работы новыми средствами.

На наших глазах ситуация радикально изменилась, многие направления так и не вышли за пределы научных исследований (например, "искусственный интеллект"), зато у человечества возникли принципиально новые средства выполнения новой работы (например, автоматическое обновление квартального отчета в текстовом документе, создание презентации в офисной технологии, аналитические информационные системы). Соответственно изменились роль и соотношение фундаментальных основ информатики. Например, доказательное программирование утратило актуальность для общего образования, зато резко возросла роль научных методов формализации, структурирования и представления данных об объектах реального мира (теория баз данных). Новыми красками заиграла алгебра логики: раньше ее излагали на довольно абстрактном для учеников уровне, применительно к логическим основам ЭВМ, а ныне это мощный инструмент пользователей электронных таблиц, баз данных, и т. д.

Сочетание описанных выше процессов и явлений привело к следующей ситуации: то, что в школах преподают под названием "Основы информатики и вычислительной техники", в реальности представляет собой несколько разных и почти не пересекающихся между собой предметов. В принципе, в этом нет ничего плохого. Наоборот, в будущем следовало бы более четко определить назначение и содержание каждой "информатики", которую уместно преподавать в общей или специализированной школе.

Программирование в школьной информатике

Прикладное программирование занимает особое место и в курсах школьной информатики, и на вступительных экзаменах в вузы (нередко и всю информатику сводят к одному программированию). Сторонники "фундаментального" подхода почему-то считают эту дисциплину элементом "высокой" информатики, хотя по смыслу она ближе именно к "низким" технологиям (и меняется даже быстрее последних). Пятнадцать лет назад преподавание фортрана или бейсика в общеобразовательной школе казалось вполне уместным, так как многие интеллектуалы успешно использовали эти языки в инженерных и научных расчетах. Нужно ли доказывать, что ныне "классический" BASIC бесполезен для общего образования, а попытка создать общеобразовательный курс на основе, скажем, Borland Pascal 7.0 (или какой-либо среды C++) - абсурдна?

Семантику и синтаксис любого процедурного языка (BASIC, Pascal, даже C) можно изложить на 10-15 страницах, однако попытка изучить даже такой язык вне конкретной среды программирования ничем не отличается от попыток научиться игре на музыкальном инструменте без самого инструмента. Казалось бы, проблему можно решить с помощью аккуратно написанного курса одной из профессиональных систем программирования - QuickBasic, Turbo Pascal, Turbo C (есть даже Turbo Prolog), однако и здесь мы опоздали. В современных технологиях преобладают объектно-ориентированное программирование и непроцедурная, "событийная" среда, а они требуют совсем другого подхода.

Гибриды

Просматривая одну из новейших программ базового общеобразовательного курса в журнале "Информатика и образование" (#5, 1997), я сначала не понял, как можно осваивать "основы информационных технологий" до знакомства с ПК, файловой системой, интерфейсом и т. д. И лишь заглянув в преамбулу, догадался, что авторы под "современной ИТ" имеют в виду собственное программное обеспечение и язык КуМир (!).

Господа, я не могу судить о достоинствах языка КуМир (потому что не знаю его) - возможно, ему суждено стать космическим открытием в истории человечества, а в дальнейшем и занять отдельное место в школьной программе. Но мне точно известно, что к современной ИТ этот язык не имеет никакого отношения.

В целом же под видом информатики нам опять предлагают банальный математический курс (что-то из теории алгоритмов), перемешанный в угоду времени с какими-то обрывками из старых и новых технологий.

Судите сами: две трети времени (136 часов) предлагается жевать все те же абстрактные алгоритмы вместе с исполнителем Робот, циклы и ветвление, тестирование, стеки (!), модели "с использованием конструкции исполнитель" и т. п., и все это - вне нормальной среды программирования! И с какой целью? Скучно доказывать абсолютную бесполезность того вороха "знаний и умений", которым якобы обогатит учащихся сей курс, - об этом уж писано сотни раз. Между прочим, эта "Информатика", вероятно, могла бы стать неплохим профильным курсом теории алгоритмов для будущих математиков-прикладников, однако в результате насильственного скрещивания с другим "жанром" (современными технологиями) она приобрела прямо-таки карикатурный характер.

Некоторые идеологи предлагают заняться совсем не тем, для чего информатика вводилась: "Мы должны учить школьников думать!". Все громче звучат голоса о "мировоззренченской" миссии информатики, об "интегративной" функции этой дисциплины по отношению к другим предметам. Пожалуй, именно в этой идее нагляднее всего выражено стремление идеологов информатики присвоить себе функции других дисциплин (нечто вроде претензий философии стать "наукой наук").

Многие, как заклинание, повторяют стандартный тезис о "развитии алгоритмического мышления", часто ссылаясь на успехи российских школьников в международных олимпиадах по информатике. Однако официальные учебные курсы информатики к этим успехам явно не имеют отношения. Алгоритмическое мышление прекрасно развивает классическая математика ("по Киселеву", как выразился академик В. И. Арнольд в "Известиях", #7, 1998), а будущие победители и участники олимпиад изучают предмет по хорошим профильным курсам или с хорошими педагогами.

Вообще, фундаментальная составляющая информатики - именно математика, а все остальное в значительной степени - приложения математики. Роль фундаментальных знаний переоценить невозможно, а математическое образование в России всегда было лучшим в мире - его и надо поддерживать и развивать, но не подменять и не дополнять преподаванием мешанины из "искусственного интеллекта" и "доказательного программирования". Курс QuickBasic'а в равных долях с теорией алгоритмов и Microsoft Office способен только дискредитировать идею фундаментального образования и вызвать отвращение как к математике, так и к компьютеру.

И уж совсем недопустимо вместо актуальных разделов информатики навязывать школе и не гибрид даже, а экспериментальную педагогическую систему, рассчитанную на развитие общего интеллекта учащихся, вне связи с назначением предмета. Например, декларируется изучение "универсального" формализованного языка описания "произвольных" объектов и процессов с практическими занятиями на базе нетривиальной среды Smalltalk. Мне кажется, в подобных экспериментах просто игнорируется существование некоторого предельного уровня абстракции, который доступен большинству нормальных людей (в том числе учителей). Возможно, "мыслительная" педагогика неоценима для одаренных ребят, способных к созиданию в научной или творческой сфере, однако большинство просто не поймет этих материй. Нельзя же всех подряд учить классическому танцу или, например, квантовой механике…

Не могу оставить без комментария занятный факт, который хорошо дополняет все сказанное выше. Национальный фонд подготовки кадров объявил о проведении конкурса на создание школьных учебников, финансируемого с помощью крупного займа Всемирного банка ("Учительская газета", #41, 1997). Из сорока предложенных к разработке пособий к информатике относится лишь… одно, да и то под общей шапкой с математикой (!). Но самым забавным выглядит название: "Задачник по информатике (практическое руководство) по основным разделам программы… c теоретическим введением…". Здесь даже опытные люди опешили: "Которая (по счету) программа (сейчас их не менее восьми - Ю.Ш.)? Какие задачи? Какая теория?..". Так случилось, что уже после написания этой статьи мне удалось просмотреть несколько рукописей, присланных на конкурс. Смешно и грустно, но авторы словно соревновались в подборе дополнительных аргументов к моим рассуждениям (в частности, о гибридах).

Нужно ли учить информационным технологиям?

Основное противоречие школьной информатики не в том, что в технологиях мало "науки" (то есть элементов фундаментального знания), а в принципиальной несовместимости математического уклона и технологий (по мнению Э. Дейкстры, чистых математиков по определению нельзя подпускать к преподаванию технологии).

Когда читаешь или слушаешь длинные и туманные рассуждения о "мировоззренческом аспекте", таинственных "информационных процессах", "познавательном потенциале", "искусственном интеллекте" и т. п., возникает ощущение, что авторы (пусть неосознанно) стремятся переложить на детей изучение тех вопросов, в которых толком не разобрались специалисты, - как будто и нет рядом конкретного набора знаний и умений, уже сейчас остро необходимого людям.

Крайне огорчает вульгарное представление об ИТ как о беспорядочном наборе операций, в котором преобладает практика бездумного "кнопконажимательства". Между тем, проблема чаще не в том, что пользователь не знает, какую кнопку нажать, а в том, что он не в состоянии сформулировать собственную задачу, не понимает ни смысла операции, ни ее связи с другими операциями. А искаженное представление об ИТ в значительной мере обусловлено рыночным бумом компьютерных пособий, часть которых создана самоучками и в условиях хронического цейтнота. Многие книжки для "чайников" и "полных идиотов", возможно, и научат чему-то тех, кто торопится освоить, скажем, Word или PowerPoint. Однако в образовательной сфере эти сочинения просто опасны и могут только дезориентировать и учителей, и учащихся.

В результате, если начинающий пользователь хватается за голову от фейерверка рекомендаций, то его более опытный собрат уже склонен к софизмам: "Мои студенты осваивают Word за два дня (или за два часа - неважно), зачем же изучать его в школе?". Остается только пожать плечами: "Ну и что?". В любой фирме, работающей на рынке, вам покажут коллекцию курьезов, которых могло бы не быть, если бы пользователи изучали в школе не тонкости "информационных процессов", а более прозаические вещи, например: как управляться с текстовыми файлами в разных кодировках или чем текстовый файл принципиально отличается от документа Word.

Вообще, сам факт концентрации внимания на отдельных операциях отдельного программного продукта доказывает, что авторы подобных софизмов либо не знают о существовании ИТ как целостной системы, либо сознательно игнорируют этот факт. Приведу пару примеров.

Пример 1. Опытный пользователь Word'а обращается к специалисту по ИТ за консультацией по поводу следующей задачи. Некое клиентское приложение составляет рабочий график руководителя (по дням недели и часам) и оформляет его в виде таблицы реляционной БД. Нельзя ли изготовить красивый шаблон графика с помощью Word, заполнить его данными из указанной таблицы и напечатать? Ответ: можно, если воспользоваться протоколом DDE (динамический обмен данными), предусмотренным для приложений Windows. Я вовсе не утверждаю, что любой пользователь должен владеть DDE (решение задачи может оказаться нетривиальным), однако знать о его существовании и понимать его возможности куда полезнее, чем тратить время на доказательное программирование.

Пример 2. Некая организация обращается к специалисту по ИТ с просьбой создать для нее "автоматизированный видеоархив", иначе, информационно-справочную систему, которая позволяет классифицировать, хранить и выбирать всевозможные данные о видеоматериалах, хранящихся на кассетах. Между тем, чтобы создать такую систему, вовсе не надо быть специалистом по ИТ, - это пользовательская задача. Если бы гипотетический пользователь изучал в школе не BASIC или формальные модели, а конкретный раздел ИТ (информационные системы), схема действий была бы достаточно простой:

а) определить и структурировать данные (выражаясь "по-научному", создать информационную модель), то есть описать каждый экземпляр объекта (кассету) набором произвольных атрибутов: номер, автор, рубрика, рейтинг, длительность и т. д., и т. п.;

б) с помощью инструментальных средств промышленного продукта Access создать базу данных вместе со всеми аксессуарами: формами, запросами и отчетами.

Заблуждения по поводу современной ИТ доходят до курьезов. Например, на одном из семинаров я слышал "предостережение": "Если ваша школа собирается готовить секретарш, изучайте Windows!" (другими словами, Windows - профессиональный инструмент секретарш). Другой авторитетный педагог всерьез призывал отказаться от "поклонов всяким Word'ам и Excel'ям" и просить денег на разработку собственных программных средств. С равным успехом школа могла бы просить денег на разработку собственной теории тяготения, уж коли всякие Ньютоны ее не устраивают…

Азбука современной ИТ (если хотите, - "алгебра" или "таблица умножения") - это графический интерфейс пользователя с его строгой "событийной" логикой, четкими законами поведения окон различного типа, с единой системой технологических решений (инструментальные средства, работа с документами, шрифтами, графикой, принтерами и т. п.). Не торопитесь с презрительной репликой: "Тоже мне, квантовая механика!". Действительно, особых сложностей здесь нет (в этом и достоинство интерфейса!), однако все ли знают, например, чем окно документа принципиально отличается от окна приложения? (Во всяком случае, многие авторы популярных пособий этого не знают).

Говорят, Билл Гейтс проверял удобства и логику интерфейса Windows 95 на собственной теще. Не будем настаивать на достоверности этой байки, но она отражает глубинную идею документоориентированной системы: расчет вовсе не на профессионала, а именно на обывателя ("каждая кухарка должна управлять компьютером").

Существо современной ИТ - это постоянно растущий уровень интеграции приложений Windows: сначала был буфер обмена, затем динамический обмен данными, далее мощная технология OLE, а сейчас и средства интеграции с мировой сетью. Тот же пресловутый Word научился уже подключаться к Internet и даже создавать Web-страницы. Большинство "жизненных задач" решается ныне средствами приложений Windows, причем многие из них - комбинированными методами, воспользоваться которыми можно лишь при наличии определенного кругозора в области ИТ.

Поэтому образовательный курс, который мы предлагаем, прежде всего и направлен на развитие кругозора в ИТ, а не на "тренинг" по сотням конкретных операций. Например, я демонстративно отказываюсь объяснять, как создать буквицу в документе Word: если вы поняли общие идеи форматирования, разберетесь в этом сами (в крайнем случае, прочитаете в справке). Более того, вы сумеете создать ту же буквицу и в любом другом редакторе. По этой же причине я отвергаю упреки по поводу "устаревшего" материала: в рамках моей задачи средств даже Word 6.0 пока вполне достаточно, а угнаться за очередными крючками в Word 7.0, Word 97 (на носу уже какой-то следующий Word) невозможно, да и не нужно. Учебник компьютерной технологии не может быть ни инструкцией к конкретным программам, ни репортажем о последних достижениях Microsoft…

Microsoft не "выдумала" объектно-ориентированную технологию, скорее наоборот, она вынуждена была ее развивать, следуя по стопам более "фундаментального" предшественника - Apple. По разным причинам, эта технология (в частности, Microsoft Office) стала стандартом де-факто во всем мире, и с ней тесно увязаны ныне продукты других мощных производителей ПО: Oracle, Novell, Corel и т. д. Более того, в том же направлении работают и многие российские компании. Таким образом, "технология Microsoft" - это стабильная основа общей информационной культуры, а вовсе не аномалия научно-технического развития и не коллекция кем-то придуманных компьютерных операций.

И совсем другой вопрос - "потребительские" качества продукции Microsoft, которые иногда вызывают раздражение пользователей, а также сопутствующие проблемы, связанные с фактической монополией этой фирмы в ИТ. Разумеется, можно предпочесть более "прогрессивную" аппаратную или программную платформу (Unix, Solaris, OS/2) - что и делают те пользователи, кто может себе это позволить. Однако в целом ни IBM PC, ни Windows нельзя просто заменить, как заменяют не очень удачный телевизор или даже самолет. Более уместна архитектурная аналогия: нравится нам город или нет, но перестроить его по собственному проекту мы не можем.

В заключение нельзя не коснуться проблемы, которая, по мнению многих, может перечеркнуть все сказанное выше: что делать многочисленным школам, которые не располагают современной техникой?

Реальность такова, что во многих школах учителя вынуждены обучать детей языкам и технологиям, которые либо потеряли актуальность и не имеют перспектив, либо вообще в реальности не существуют. Эту проблему надо как-то решать, но вопрос нельзя ставить таким образом: "У нас только "Электроника", поэтому нам ничего не остается, как по-прежнему учить детей старому Basic'у". Можно обсуждать разные варианты использования старой техники (в том числе и отказ от преподавания информатики), но нет смысла имитировать на ней "современные технологии" (в том числе и технологии программирования). Нельзя же обучать вождению автомобиля на примере самоката!

Выводы

Необходимо четко разграничить "сферы влияния" различных курсов, отделить профильный компонент от общеобразовательного, отказаться от претензий соединить в школьном предмете принципиально несовместимые подходы и науки, от ритуальных деклараций и обещаний научить и тому, и другому, и третьему.

Основной массе школьников необходим базовый, общеобразовательный курс под условным названием "Основы компьютерной технологии" (именно технологии, а не "грамотности"!), и состав курса продиктован нынешними реалиями:

• элементы фундаментального знания (представление и структурирование данных, алгебра логики, понятие об алгоритмах и программировании, ПК, операционная среда, интерфейс пользователя в объектно-ориентированной технологии);
• офисная технология (графика, тексты, электронные таблицы, презентации);
• информационные системы (базы данных);
• телекоммуникации.

С точки зрения пользователя, различные разделы ИТ далеко не равноценны - и это тоже должно учитываться в общеобразовательном курсе. Например, можно подчеркнуть бесспорный приоритет офисной технологии как универсального средства "автоматизации" интеллектуального труда во всех сферах или ограниченную роль мультимедиа как самостоятельного элемента ИТ.

Что касается названия курса, можно полагать, что обозначение "компьютерная технология" даже точнее определяет суть дела, чем "информационная", устраняя возможность расширительного толкования предмета изучения (например, последний термин иногда применяют к технологиям СМИ, избирательным кампаниям и т. п.).

И последнее. На основе указанной концепции, по инициативе московского издательства "АБФ", я подготовил экспериментальное пособие для старшеклассников, которое и было выпущено двумя изданиями в 1996-97 гг. Какие-либо оценки этого труда в мою компетенцию не входят, однако считаю уместным кратко сказать лишь о том, что прямо касается темы статьи. В некоторых документах эта книга рекомендуется в качестве профильного курса для старшеклассников. К сожалению, это принципиальное недоразумение: пособие предназначено именно для общеобразовательной подготовки школьников и ни к какой профессии (как я пытался доказать в статье) подготовить не может.

В целом же идея остается пока беспризорной, чем незамедлительно воспользовались книжные пираты в далекой Киргизии: одно из местных издательств без лишних церемоний выпустило как минимум 10-тысячным тиражом искаженную пиратскую копию "Основ...".