Інформатика у США

Стандарт К-12 з інформатики у США востаннє переглядався у 2011 році. У документі містяться загальні рекомендації стосовно інформатики як предмету в середніх школах у Сполучених Штатах.

«За останні десятиліття комп’ютери глибоко змінили світ та робоче середовище. В результаті, інформатика та пропоновані нею технології, опиняються в центрі економіки та способу життя сучасної людини. Для того, щоб бути добре освіченим громадянином ком’ютерно-інтенсивного світу та для того, щоб бути готовим до кар’єри у 21 столітті, учень повинен мати чітке розуміння принципів та методів інформатики. Жоден інший предмет не відкриє так багато дверей у 21 столітті, як інформатика, незалежно від того, чим саме займатиметься людина.»


В освітньому середовищі точаться дискусії стосовно місця інформатики у школі. На нашу думку, інформатику слід розглядати у трьох аспектах:

  1. як навчальна технологія, тобто використання комп’ютерів у викладанні. Інформатика надає засоби (апаратні та програмні) для того, щоб полегшити та підвищити ефективність викладання, а сама ж вона вивчає те, як створювати такі засоби.
  2. як інформаційна технологія, тобто методи та засоби роботи з інформацією в різних формах. Інформаційні технології охоплюють такі напрямки, як:
  • робота з комп’ютерними мережами;
  • установка та підтримка програмного забезпечення;
  • керування даними у фізичному та віртуальному світі;
  • керування комунікаційними системами;
  • розробка, реалізація та керування веб-ресурсами;
  • розробка та керування мультимедійними ресурсами та цифровими медіа.

Деякі практичні аспекти інформатики можуть перегукуватись з інформаційними технологіями, наприклад, робота з текстовими документами, з графікою, звуком чи відео. Проте, якщо ІТ зосереджується на тому як використовувати ці засоби, інформатика вивчає побудову цих засобів та принципів їх роботи.
Розрізняється також ІТ-грамотність та володіння ІТ. Тоді як грамотність передбачає опанування нинішніх технологічних рішень, володіння ІТ означає, що людина може переходити на нові технології, вивчати їх, пристосовувати до власних потреб. Володіння ІТ тісно пов’язане із поняттям обчислювального інтелекту, тобто вміння розглядати задачі так, щоб у їх вирішенні міг допомогти комп’ютер (абстракція, декомпозиція, рекурсія, аналіз даних, створення реальних та віртуальних артефактів).

  1. як інформатика (computer science), тобто розробка та впровадження програмних засобів; розробка ефективних способів вирішення обчислювальних задач; розробка нових способів застосування комп’ютерів. Інформатика розглядається як наука про комп’ютери та алгоритмічні процеси, включаючи їх принципи, апаратну та програмну будову, застосування та вплив на суспільство.

Інформатика вивчається на трьох рівнях середньої школи.
Перший рівень — 1-6 клас. Курс «Комп’ютер і я».
Другий рівень — 6-9 клас. Курс «Інформатика та суспільство»
Третій рівень — 9-12 клас. Курс «Інформатика у сучасному світі», «Поняття та методи інформатики», «Окремі теми інформатики».
На кожному з цих трьох рівнів відбувається опанування 5 основних напрямків інформатики:

  • обчислювальний інтелект
  • співпраця
  • практична інформатика та програмування
  • комп’ютери та комунікаційні пристрої
  • спільнота, етика та вплив на суспільство

Розглянемо ці рівні та напрямки детальніше.
Обчислювальний інтелект. 1-3 клас
Учень вмітиме:
1. Використовувати технологічні ресурси (наприклад, головоломки, програми розвитку логічного мислення) для розв’язування задач, відповідних віку.
2. Використовувати інструменти для письма, цифрові камери, та інструменти малювання для покрокового ілюстрування думок, ідей, розповідей.
3. Розуміти, як організувати (сортувати) інформацію у корисній послідовності, наприклад
впорядкувати список учнів за датою народження, без використання комп’ютера.
4. Знати, що програмне забезпечення призначене для контролю дій комп’ютера.
5. Демонструвати, як 0 і 1 можуть бути використані для представлення інформації.
Обчислювальний інтелект. 3-6 клас
Учень вмітиме:
1. Розуміти і використовувати основні кроки в алгоритмічному вирішенні проблеми (наприклад, постановка та дослідження задачі, вивчення окремих випадків, проектування, впровадження і тестування).
2. Розробити простий алгоритм (наприклад, пошук, послідовність подій або
сортування) з використанням безмашинних вправ.
3. Демонструвати те, як послідовність бітів може бути використана для представлення буквено-цифрової інформації.
4. Описати, як для вирішення проблеми може бути використане моделювання.
5. Скласти список підзадач при вирішенні великої задачі.
6. Розуміти зв’язок між інформатикою та іншими областями.

Співпраця. 1-3 класи
Учень вмітиме:
1. Збирати інформацію та передавати її іншим електронними засобами, користуючись допомогою вчителя, членів родини або інших учнів.
2. Працювати спільно з однолітками, вчителями та іншими людьми, використовуючи технології.

Співпраця. 3-6 класи
Учень вмітиме:
1. Використовувати технологічні засоби продуктивної роботи (наприклад, текстовий редактор, редактор електронних таблиць, редактор презентацій) для індивідуальної або групової творчої роботи з письма, комунікацій та поширення результатів діяльності.
2. Використовувати онлайнові ресурси (електронну пошту, форуми, середовища спільної роботи) для того, щоб брати участь у спільній діяльності з розв’язання задач з метою пошуку рішень чи створення продуктів.
3. Визначати способи, у які спільна та групова робота можуть допомогти при розв’язанні задачі та пошуку інноваційного рішення.

Практична інформатика та програмування. 1-3 класи
Учень вмітиме:
1. Використовувати технологічні ресурси для проведення досліджень, що відповідають віку.
2. Використовувати відповідні віку мультимедійні ресурси (наприклад, інтерактивні книги та навчальне програмне забезпечення) для підтримки навчання з різних предметів.
3. Створювати відповідні віку мультимедійні продукти за підтримки вчителя, членів сім’ї, або інших учнів.
4. Будувати набір інструкцій, які при виконанні вирішують просту задачу (наприклад, інструкції для черепашки).
5. Визначати професії, в яких  використовують інформатику і технології.
6. Збирати і організовувати інформацію, використовуючи інструменти понятійних карт.
Практична інформатика та програмування. 3-6 класи
Учень вмітиме:
1. Використовувати технологічні ресурси (наприклад, калькулятори, реєстратори даних, мобільні пристрої, відео, навчальне програмне забезпечення і веб-інструменти) для пошуку вирішення проблем і самостійного навчання.
2. Використовувати засоби підвищення продуктивності загального призначення та
периферійні пристрої для підтримки особистої продуктивності, усунення дефіциту навичок, а також сприяння навчанню.
3. Використовувати технологічні інструменти (наприклад, редактори мультимедіа, тексту, презентацій, веб-інструменти, цифрові камери та сканери) для індивідуальної або групової творчої роботи з письма, комунікацій та поширення результатів діяльності.
4. Збирати дані та опрацьовувати їх з використанням різних цифрових інструментів.
5. Формувати алгоритм як набір покрокових інструкцій (наприклад, як зробити бутерброд з арахісовим маслом чи желе).
6. Реалізувати рішення задач з використанням блокової візуальної мови програмування.
7. Використовувати обчислювальні пристрої для доступу до віддаленої інформації, спілкуватися з іншими людьми у підтримку безпосереднього і самостійного навчання, а також для задоволення власних інтересів.
8. Переміщуватись між веб-сторінками з використанням гіперпосилань і виконувати простий пошук за допомогою пошукових систем.
9. Визначати широкий спектр професій, які вимагають знання або використання обчислювальної техніки.

Комп’ютери та комунікаційні пристрої. 1-3 класи
Учень вмітиме:
1. Використовувати стандартні пристрої введення та виведення для керування комп’ютером та суміжними технологіями.
Комп’ютери та комунікаційні пристрої. 3-6 класи
Учень вмітиме:
1. Демонструвати належний рівень навичок роботи з клавіатурою та іншими пристроями введення та виведення даних.
2. Розуміти поширення комп’ютерів та обчислювальної діяльності у повсякденному житті (наприклад, голосової пошти, завантаження відео та аудіо файлів, мікрохвильові печі, термостати, бездротовий Інтернет, мобільні обчислювальні пристрої, GPS-системи).
3. Застосовувати стратегії виявлення простих проблем апаратного і програмного забезпечення, які можуть траплятися під час їх використання.
4. Розуміти, що інформація може надходити до комп’ютера з багатьох джерел по мережі.
5. Розуміти фактори, які відрізняють людей від машин.
6. Розуміти, що комп’ютери можуть моделювати інтелектуальну поведінку (у робототехніці, розпізнаванні мови та мовлення, комп’ютерній анімації тощо).

Спільнота, етика та вплив на суспільство. 1-3 класи
Учень вмітиме:
1.Виявляти відповідальну поведінку цифрового громадянина з використання технологічних систем та програм.
2. Визначати позитивну та негативну соціальну та етичну поведінку у використанні технологій.
Спільнота, етика та вплив на суспільство. 3-6 класи
Учень вмітиме:
1. Обговорювати основні питання, пов’язані з відповідальним використанням технологій та інформації, а також наслідки неналежного використання.
2. Визначати вплив технологій (наприклад, соціальних мереж, кіберпереслідування, мобільних обчислень і зв’язку, веб-технологій, кібер-безпеки і віртуалізації) на особисте життя і суспільство.
3. Оцінювати точність, актуальність, доцільність, комплексність та упередження, які відбуваються в джерелах електронної інформації.
4. Розуміти етичні питання, які відносяться до комп’ютерів і мереж (наприклад, рівність
доступу, безпека, конфіденційність, авторські права та інтелектуальна власність).


Обчислювальний інтелект. 6-9 класи
Учень вмітиме:
1. Застосовувати основні кроки алгоритмічного розв’язування задач для пошуку рішень (наприклад, постановка та дослідження задачі, вивчення окремих випадків, проектування, впровадження і тестування).
2. Описувати процес розпаралелювання у пошуку вирішення проблеми.
3. Визначати алгоритм як послідовність інструкцій, які можуть бути виконані комп’ютером.
4. Оцінювати способи, якими різні алгоритми можуть бути використані для вирішення однієї проблеми.
5. Виконувати алгоритми пошуку та сортування.
6. Описувати та аналізувати виконання послідовності інструкції (наприклад, описати поведінку персонажа у відеогрі як обумовлену правилами та алгоритмами).
7. Представляти дані у різних формах, включаючи текст, звуки, зображення, і числа.
8. Використовувати візуальне подання стану, структур і даних задачі (наприклад, графіки, діаграми, мережеві діаграми, блок-схеми).
9. Взаємодіяти із змістовними моделями і симуляціями (наприклад, екосистеми, епідемії, молекулярна динаміки) для підтримки навчання і досліджень.
10. Визначати, які проблеми можуть бути вирішені за допомогою моделювання та симуляції.
11. Аналізувати ступінь, у якій комп’ютерна модель відображає реальний світ.
12. Використовува