Informaatika koolides USA. A Model Curriculum for K-12 Computer Science EestiEesti ja Soome õppekavad Venemaa Haridusministeeriumi miinimum nõuded Informaatikale. - презентация

1 Informaatika koolides USA. A Model Curriculum for K-12 Computer Science EestiEesti ja Soome õppekavad Venemaa Haridusministeeriumi miinimum nõuded Informaatikale

2 Informaatikainstituut Asutatud 1964 Esimene arvuti 1967 – Minsk – 22Minsk – Kaks eriala: ca 150 inimest aastas - informaatika - äriinfotehnoloogia Informaatika mitteinformaatikutele: ca 1200 inimest aastas - arendustöö – rakenduste loomise alused - infotöö

3 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

4 Riistvara Tarkvara Andmevara Informaa- tika Keha Mõistus Hing Inimene Informatsioon ja infotöötlus Mateeria Energia Informatsioon Maailm

5 Väike on ilus! Infoühiskond Tagasi taludesse! Daniel Bell, Alvin Toffler,..., Toomas Mikli agraarühiskond industriaalühiskond infoühiskond ca tagasi James Watti aurumasin, 1770 ENIAC esimine elektroonarvuti 1946

6 Peamised tootmisharud Industriaühiskond –rasketööstus –energeetika –transport Infoühiskond –elektoonika –arvutustehnika –side

7 Infoühiskond. Muutused töötajate struktuuris Töötajate struktuur arenenud riikides töölised % teenindajad % infotöötajad %

8 Programmjuhtimisega süsteemid Arendustöö Infotöö Informaatika Informaatsiooni kasutamine, loomine ja edastamine ning protsesside juhtimine programmjuhtimisega süsteemide abil

9 Informaatika põhivaldkonnad Infotöö - lugemine, kirjutamine, arvutamine, joonestamine ja joonistamine, inforatsiooni hankimine, korrastamine ja edastamine,... Tekstitöötlus-, tabeli- ja matemaatika-, graafika-, andmebaasi-, jm progammid, brauserid, veebiredaktorid,... Programmjuhtimisega süsteemid: arvutid, arvutivõrgud, tööpingid, robotid, telefonid,... Struktuur, komponendid, tööpõhimõte, informatsiooni esitusviisid,... Kitsamalt: arvutite ja võrkude riistvara ja süsteemitarkvara Arendustöö ehk süsteemitöö Probleemide (ülesannete) lahendamine ja rakenduste (süsteemide) loomine arvuti abil Ülesande püstitus, modelleerimine, analüüs, disain, realisatsioon (programmeerimine), rakendamine

10 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.

11 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)...

12 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...

13 US K-12 Computer Science Curriculum

14 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

15 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 object- oriented design – procedures and parameters – sequences, conditionals, and loops (iteration) – tools for expressing modeling and design (flowcharts, pseudocode, UML, N-S charts)

16 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.

17 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.

18 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.

19 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.

20 Nõuded Programmjuhtimisega süstemid (riistvara) Infotöö Arvutikasutaja oskustunnistus (AO), (Computer Driving Licence). Eesti, EuroopaEestiEuroopa 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

21 Materiaalsed mudelid mänguasjad, maketid, skulptuurid, katsekehad, füüsikalised ja keemilised katsed Informatsioonilised mudelid

22 Geomeetrilised mudelid

23 matemaatilised mudelid valemid, võrrandid, võrrandsüsteemid jm füüsikalised ja integreeritud mudelid

24 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

25 UML - Unified Modeling Language unifitseeritud objektorienteeritud graafiline modelleerimiskeel 1997

26 Raamatukogu infosüsteem (fragment)

27 Raamat arvutis

28 Hoone

29

30 Pangaautomaat

31

32 Pangaautomaadi tegevusskeem

33 Pangaautomaat. Detail 1

34 Ruutvõrrand

35 Ruutvõrrandi lahendaja acb x1x1 x2x2 Antud rakendus võimaldab leida ruutvõrrandi ax 2 +bx+c=0 juured 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 Scr_prog

36 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?