Кәсіби оқытуда арнайы пәндерін оқыту әдістемесі

Ал Қазақстанда 1992 жылы Қазақстан Білім Министрлігінің ғылыми-әдістемелік педагогтік «Қазақстан мектебі» журналының «Информатика, Физика, Математика» атты қосымшасы жарық көре бастады.

Жаңа пәнді оқыту ұшін 1985 және 1986 жылдардың жаз айларьшда мұғалімдерді жедел дайындау курстары өткізілді, олардың қатарында негізінен физика, математика мұғалімдері мен білім беруді ұйымдастырушылар болды. Бұл құрам 1985— 1986 жылдардағы физика - математика факультетгерінің тұлектерімен, яғни информатика және есептеу техникасы саласындағы болашақ жас мұғалімдермен толықтырьшды. Сол кезде    Кеңес    Социалистік    Республикалар    Одағы    Оқу министрлігінің шешімімен педагогикалық институттардың физика-математика факультеттерінің негізінде информатика және есептеу техникасы пәніне жұйелі тұрде мұғалімдер дайындауды ұйымдастырудың бірлескен әдістемелік шаралары қабылданды [47,48].

1985 жылдан бастап физика-математика факультетінің қызметі халыққа білім беру мен халық шаруашылығына жоғары мамандандандырьшған мамандар: математика мен информатика мұғалімдерін; физика-математика ғылымы және орта мектеп пен жоғары оқу орындарындағы математика мен информатиканың кейбір тарауларынан сабақ беру әдістемесі салаларынан гылыми қызметкерлер дайындауға бағытталды. Осыған орай 1985-1987 жылдары Абай атындағы Алматы мемлекеттік университетінің «Информатика және есептеуіш техника» кафедрасының қызметкерлері республикадағы «Информатика және есептеуіш техника негіздері» атты мектеп курсының мазмұны мен одан сабақ беру әдістемесін қалыптастыруга ат салысты.

1985 жылдан бастап Қазақстандағы мұғалімдер дайындайтын қара шаңырақ Абай атындағы АлМУ-да «Математика және информатика», «Физика және информатика» мамандықтарының оку жоспарлары жасалып, солар бойынша орта білім беретін оқу орындары ұшін «Информатика және есептеуіш техника негіздері» пәні бойынша оқытушылар дайындау жұзеге асырыла бастады.

Мектепке ИЕТН пәнін енгізуде мамандармен қамтасыз ету ауқымында, немесе кеңірек айтқанда бұтіндей мектепті компьютерлендіру ауқымында қысқа мерзім ішінде шешілуі қажетті мәселелердің қиындық деңгейі мен сипатын нақтырақ тұсіну ұшін, 1980 жылдардың ортасында Кеңес Социалистік Республикалар Одағы мектептерінде информатика және ӘЕМ саласьшда жұмыс істеген мұғалімдердің дайындық деңгейлерінің қандай болғанын ескере кету керек.

Алғаш ЭЕМ-ге бағдарламалаудың қысқа таныстыру курсы - «Математикалық машиналар және есептеу практикасы бар бағдарламалау» деген оғаш аты бар 1964 жылы педагогикалық жоғарғы оқу орындарьгаың физика-математика факультетінің оқу жоспарында пайда болды. 1970 жылы педагогикалық жоғарғы оқу орындарының физика-математика факультетінің оқу жоспарына    жаңартылған     «Есептеу    машиналары    және бағдарламалау» (50 сағат) курсы енгізіледі, бұл курстың бағдарламасының мазмұны бағдарламалаудың даму бағытына сәйкес келмеді. «Есептеу математикасы және бағдарламалау» синтездік курсының бағдарламасының келесі ресми тұрі бағдарламалауға 70 сағат бөледі және дербес жагдайда жоғарғы деңгейдегі Алгол-60 тілімен танысуды болжады [45]. Сол кезде еліміздің санаулы педагогикалық жоғарғы оқу орындарында бір-екі «Найри», «Промин», «Мир» және т.с.с. кіші ӘЕМ-дің болуы жоғарғы деңгейдегі техникалық қамтамасыз етілуін ескере кету керек. 1970 жылдардың соңына қарай ледагогикалық жоғарғы оқу орындарында бағдарламалау және есептеу математикасының тек қана төрт кафедрасы ашылды (Мәскеу, Ленинград, Свердловск, Омбы), ал алғашқы дербес ӘЕМ-дер (отандық ДӘЕМ-дер «Искра», «ДВК», «Әлектроника») тек, 1980 жылдардың ортасында санаулы жоғарғы оқу орындарында өте аз мөлшерде пайда бола бастады.

Жоғарыда айтылғандардан информатиканы орта мектепке енгізу кезеңінде (1985 жылы), сол кезде мектепте жұмыс істеп жұрген педагогикалық жоғарғы оқу орындарьшың физика-математика факультеттері тұлектерінің компьютерлік дайындық деңгейі жаңа ИЕТН курсын оқытудың талаптарына еш сәйкес келмегенін байқауға болады.

Оның себептері айқын:

• педагогикалық жоғары оқу орнында білім беру информатика саласын оқытпады, ол тек бағдарламалаудың алғашқы әлементтерімен танысуға, информатика курсын мектепке енгізу кезеңіне қарағанда, өте төмен, едәуір мешеу деңгейіндегі идеяға бағдарланған болды;
• педагогикалық жоғары оқу орындарында бағдарламалауға дайыидау тек білім беру сипатында ғана болды, ал осы пәнді оқушыларға оқытуға бағдарланған болмадьт (мұндай мәселе жоқ еді).

Шынында да 1980 жылдардың екінші жартысында мемлекеттік жәие аймақтық білім беруді басқаратын ұйымдармен қабылданған ең батыл және шапшаң тұрде информатика және ссептсу техникасын оқытатын физик, математик мұғалімдерді қайта дайындауды қамтамасыз ететін ұйымдасқан - әдістемелік шаралары, тек ИЕТН мектепке енгізудің бірінші кезеңінің шұғыл шаралары ретінде ғаиа жарамды болды. Педагогикалық жоғарғы оқу орындарының физика-математика факультетінің негізінде 
информатика мұғалімдерін және мектептерді

компьютерлендіруді ұйымдастырушыларды жұйелі тұрде дайындау және басқа мектептік пәндер мұғалімдерінің компьютерлік білімін лайықты жағдайға келтіру шараларын өткізу ұшін негізгі ғылыми-әдістемелік құралдар мен талқылауларға сұйену керек.

Қазіргі кезде оқу орындарының, мектептерден бастап жоғары оқу орындарына дейін, Қазақстан Республикасы халық шаруашылығының даму ерекшеліктері (менеджмент, ақпарат қажеттілігі және т.б.) нарықтық әкономика жағдайында «информатика» мамандығы бойынша информатика оқытушысы және компьютерлендіру бойынша менеджер мамандығы, сол сияқты «информатика және ағылшын тілі», «информатика және әкономика» тағы сол сияқты мамандықтағы мамандар даярлау талап етіліп отыр. Мұлдай мамандар дайындауды физика-математика факультеті базасында көп сатылы құрылымы бар оқу жоспарларына көшу арқылы іске асыру керек. Осындай мамандарды дайындауға республикаға белігілі ғалымдар Қазақстан Республикасы Ұлттық Ғылым академиясының академигі Ұ.М.Сұлтанғазин, Қазақстан Республикасы Инженерлік академиясының академигі, физика-математика ғылымдарының докторы Ш.С.Смағұлов, ғылым докторлары Т.Н.Бияров, С.С.Оспанов, СЯ.Серовайский және т.б. ғалымдар информатика және қолданбалы математика кафедрасында қосымша оқытушылық қызмет атқара отырып ат салысты.

«Информатика және есептеуіш техника негіздері» курсын бағдарламалық қамтамасыз ету негізгі мәселелердің бірі болып табылады. Мұндай жағдай 1985 жылы қалыптасты, яғни информатика және есептеуіш техника негіздері курсын сұйемелдеуге арналган алғашқы кешенді бағдарламалар сол жылдары пайда бола бастады. Бұ_л жұмыстар окулықтар мен оқу құралдарының авторларымен тығыз байланыста болды [21]. Кейіннен компьютерлердің әрбір тұрлері ұшін бағдарламалық-әдістемелік кешендерді жасау мәселесі алдыңғы орынға шықты. Бұл оқу жоспарында қойылған міндеттерді шешуді қамтамасыз ету ұшін онсыз да мұмкіндігі шектеулі оқулық-есептеу машиналарын мейлінше кеңінен пайдалануды қажет етеді. Дегенмен,       1990      жьтлдардың       басында       ТМД-ның республикаларында, соның ішінде Қазақстанда да есептеу техникаларын тандауда, ІВМ-РС тектес компьютерлерді таңдау арқылы соңғы нақты шешімдері қабылданды. Сол жылдары отандық мұғалімдер мен оқушылардьщ қолында А.П.Ершов пен В.М.Монаховтың және А.Г.Кушниренконың редакциялауымен дайындалған оқу құралы мен мұғалімдерге арналған әдіетемелік құрал болды.

1985-1987 жылдары Қазақстанда Абай атындағы АлМУ-дың «Информатика және есептеуіш техника» кафедрасыньщ меңгерушісі Е.Ы.Бидайбеков «Информатика жоне есептеуіш техника негіздері» курсын оқыту әдістемесі мен мазмұлын калыитастыруға тікелей ат салысты. Ол А.П.Ершов, М.В.Монаховтың редакциясын басқарумен дайындалған 2-бөлімнен тұратын «Информатика және есептеуіш техника негіздері» деп аталатын оқушылар ұшін байқау оқу құралын және мұғалімдер ұшін «Информатика және есептеуіш техника негіздерін оқыту» әдістемелік құралының қазақша аудармасының арнайы редакторы болды [88-91]. Соньшен қатар, арнайы редактор ретінде аударудың ғылыми-әдістемелік деңгейінің тек дұрыстығын ғана емес, сонымен қатар Қазақстан Республикасының орта мектептеріне жаңа пәнді енгізуді қамтамасыз ететін информатика бойьшша қазақ тілінің терминологиясын енгізіп, тағайындады.

Бұл оқулықтардың екі нұсқасы ұшін де қажетті қазақ тіліндегі педагогикалық бағдарламалық кұралдар жоқ болды. Тек Абай атындагы АлМУ-дың есептеу зертханасында университеттің барлық факультеттерінің информатика және басқа пәндері бойынша оқу процесін сұйемелдеуден ғана емес, сонымен қатар әр тұрлі қазак, орыс тілдерінде педагогикалық бағдарламалар пакеттері (ПБП) нсасала бастады. Атап айтқанда, қазақ және орыс тілдерінде тілінде мынадай багдарламалық өнімдер: Е-практикум, ПРОЛОГ-Д, ПРОЛОГ-Б, ТІЛДІК ОРТА, ИЕРАРХИЯ, «Информатиканы оқыту әдістемесі», «Есептеуіш техниканы оқу процесінде қолдану» пәндерінде қолданылатын бағдарламалық құралдар пакеті жасальшьш, ал кейбіреулерінің аудармасы, оқу процесіне енгізу мақсатында таратылып отырды. Кафедрада жасалған «ТТЛДІК ОРТА» бағдарламалық құралдар пакеті 1994 жылы Республикалық көрме-жәрмеңкеде бірінші дәрежелі дипломмен марапатталып, Қазақстан Республикасының білім беру жұйесінде пайдаланылуға ұсынылды. Сонымен қатар, бұкілодақтық компьютерлеидіру бағдарламасына сәйкес аталған университеттің математика және басқа факульттетеріне (ДЕКАНАТ-автоматтандырылған басқару жұйесі (АБЖ), ректоратқа оқу-тәрбие жұмысын автоматтандыру (кадрлар, аспирантура) т.б. бойынша АБЖ) жұмыстары жүргізілді.

 

1.3 Есептеуіш техниканың даму тарихы

Абак (Ежелгі Рим) – V-VI ѓасыр

 

Ең алғашқы пайда болған есептеу құралы есепшот болып  табылады. Кейбір деректреге сүйенсек, есепшоттың жасы 2000-5000 жылдар шамасында, ал пайда болған жері ертедегі Қытай немесе ертедегі Египет, тіпті ежелгі Греция болуы да мүмкін. Бұл санау құралын гректер мен Батыс-Еуропалықтар «абак» деп, қытайлықтар «суан-пан», жапондықтар «серобян» деп атаған. Бұл құралмен есептеулер оның шұңғыл тақтада орналасқан тастарын жылжыту арқылы жүргізілген. Тастар піл сүйегінен, түрлі түсі шынылардан, қоладан жасалды. Осындай есепшоттар қайта өркендеу дәуіріне дейін пайдаланып келді. Оның жетілдірілген түрі осы күнге дейін қолданылып келеді.

XVII  ғасырдың басында  шотландиялық математик Джон  Непер логарифм түсінігін енгізді  және логарифм кестесін жариялады.  Ал 1761 жылы ағылшын Д.Робертсон  жүгіртпесі бар навигациялық  есептеулер жүргізуге арналған  логарифм сызғышын жасады. Мұндай құрал жасай идеясын 1660 жылдары Иссак Ньютон ұсынған болатын. Соңғы кезге дейін логарифм сызғыштары инженерлердің бірден-бір есептеуіш құралы болып келді, бірақ өткен ғасырдың екінші жартысында пайда болған электронды калькуляторлар оларды қолданудан ығыстырды.

1642 жылы француз математигі  Блез Паскаль он тоғыз жасында  дүние жүзінде бірінші рет  қосу машинасы деген атпен  белгілі, жетектер мен дөңгелектерден  тұратын механикалық есептеу  машинасын құрастырды. Паскальдың  машинасында көпорныды сандарды қосу қосу мүмкін болды.

1694 жылы атақты неміс  математигі Лейбниц Паскальдың  идеясын дамытып, өзінің механикалық  есептеу машинасын – арифмометрді  құрастырды. Дөңгелектің орнында  мұнда цифрлар жазылған цилиндр  қолданылды. Бұл құрал күрделі  қосу мен алу есептеулерін жүргізумен қатар, сандарды бөлу, көбейту, тіпті квадрат түбірін табу амалдарын да орындайтын болды. Кейін арифмометр бірнеше рет жетілдірілді. Бұл бағытта орыс өнертапқыштары П.Л.Чебышев пен В.Т. Однер көп еңбек етті. Арифмометр қазіргі қолданыста жүрген калькулятордың негізін салды. Арифмометр мен қарапайым есептеу жұмыстарын механикаландыру құралдарының қызметін атқарады, бұларда есептеуде адамның өзі әреккеттер тізбегін анықтап басқарады.

Есептеуіш техникалардың қарқындап дамуы XIX ғасырдан басталды. Есептеуіш техниканың дамуындағы келесі қадам алдын ала жасалған программа бойынша адамның қатысуынсыз есептеулерді орындайтын құрылғылар жасау болды.

Алғашқы программалық басқарылатын есептеу  машинасын құрастыру идеясын 1821 жылы ағылшын математигі Чарльз Беббидж өзінің аналитикалық машинасында ұсынған болатын. Беббидждің аналитикалық машинасы – ақпаратты өңдеп қана қоймай, оны жадында сақтап, адамның тікелей араласуынсыз алдын-ала жазылған программамен жұмыс істейтін алғашқы әмбебап құрылғы болатын. Бұл машинада қазіргі компьютерлерде бар барлық негізгі құраушылар: бастапқы сандар мен аралық нәтижелерді сақтауға арналған жад, жадтан алынған сандармен амалдар орындайтын арифметикалық құрылғысы, деректерді енгізу мен оларды басып шығару құрылғылары болды. Басқару программасы перфокарта деп аталған қатырма қағаздардағы тесіктердің көмегімен кодталды.

   

 Беббидждің аналитикалық машинасы өз заманының озық идеясы болатын.  Ол  техникалық жағынан алғанда өте күрделі құрылғы болғандықтан, оны құрастыруға қажетті техникалық базаның сол кезеңде болмауына байланысты Беббидждің машинасы 40 жылдан астам уақыт қағаздағы сызба түрінде болды. Алайда осы машинаның жобасында ұсынылған негізгі идеялар ХХ ғасырда алғашқы компьютерлерді құрастыру кезінде басшылыққа алынған болатын. Сондықтан аналитикалық машинаны қазіргі компьютерлердің "арғы атасы" десе де болады.

 

Беббидждің идеясы өз уақытынан  озық еді. Оның машинасы өте күрделі  құрылғы болғандықтан, ол кездегі  техникалық мүмкіндік мұны жүзеге асыра алмады. Беббидждің машинасы 1860 жылдары ғана құрастырылып іске қосылған болатын. Осы машинаға қажетті программаны 1846 жылы ағылшынның әйгілі ақыны Джордж Байронның қызы Ада Лавлейс жазды. Сондықтан Ада Левлейсті алғашқы программалаушы десе де болады.

XX ғасырда электронды-есептеуіш  машиналардың (ЭЕМ) пайда болуына  байланысты есептеуіш техника  бұрын болмаған жылдамдықпен  қарыштап дамып, айналдырған 50 жылдың ішінде күрделі өзгерістерге  ұшырады. Сондықтан электронды-есептеуіш  машиналардың даму кезеңін белгілі бір кезеңдерге бөлу қалыптасқан.

І кезең (1945-1955 жылдар)

ХХ ғасырдың бірнші жартысы радиотехниканың  қарыштап дамыған кезеңі болатын. Сол  кездегі радиоқабылдағыштар электронды-вакуумды шамдармен жұмыс істейтін. Алғашқы  электрондық-есептеуіш машиналарды құрастыру үшін осындай электронды-вакуумды шамдар қолданылды. Электронды шамдармен жұмыс істейтін алғашқы электронды есептеуіш машина 1946 жылы Америка Құрама Штаттарында құрастырылды. Дж. Моучли  және П. Эккерт деген ғалымдардыњ басқаруымен құрастырылѓан бұл машина ENIAC («Electronic Numerical Integrator and Computer» - Электронды  санды  интегратор  және  компьютер) деп аталды. ENIAC секундына 300 көбейту немесе 5000 қосу амалын орындай алатын. Бұл сол кезге дейін қолданылып келген Mark-1 секілді механикалық және электронды-механикалық элементтермен жұмыс істейтін машиналардың жылдамдығымен салыстырғанда мыңдаған есе артық болатын.

 

ENIAC электронды-есептеуіш машинасы - Америка Құрама Штаттарының Пенсильвания университетінде жасалды. ENIAC - соғыстық мақсатта қолдану үшін, екінші дүниежүзілік соғыс біткеннен екі айдан кейін дүниеге келді. ENIAC-тың ұзындығы 30 м, көлемі 85 м3, ал салмағы 35 тоннаға дейін жететін. Ол 17 468 вакуумды шамнан, 7 200 кристалл диодтардан және 4 100 магниттік элементтерден тұрды.

 

    Американдық ғалым Джон Фон Нейман 1946 жылы  жазған «EDVAC машинасы туралы алдын-ала баяндамасында» электронды-машиналарды құрастыру мен басқарудың жаңа принциптерін ұсынды. Осы принциптер негізінде 1949 жылы  EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) машинасы құрастырылды. EDVAC-тың ENIAC-тан айырмашылығы – онда өңделетін барлық мәлімет ондық сандар түрінде емес екілік сандар түрінде кодталатын және есептеуге қажетті мәліметтер мен оны өңдеуге қажетті программа жадтың бір жерінде сақталатын.