Wstęp
Na podstawę programową informatyki w branżowej szkole II stopnia należy patrzeć w powiązaniu ze zmianami, jakie nastąpiły w nauczaniu informatyki w szkole podstawowej oraz z wymaganiami określonymi dla branżowej szkoły I stopnia. Wprowadzenie rozwiązywania problemów za pomocą komputerów i programowania od najmłodszych lat znacznie wydłużyło okres poznawania tych zagadnień, a przez to umożliwiło stopniowe i uporządkowane wprowadzanie elementów, które do tej pory uznawane były w informatyce za trudne.
Najważniejszym celem kształcenia informatycznego uczniów jest rozwój umiejętności myślenia komputacyjnego, skupionego na kreatywnym rozwiązywaniu problemów z różnych dziedzin, ze świadomym i bezpiecznym wykorzystaniem przy tym metod i narzędzi wywodzących się z informatyki. Takie podejście, rozpoczęte w szkole podstawowej, jest kontynuowane w branżowej szkole I i II stopnia. Treści podstaw programowych informatyki dla obydwu branżowych szkół traktowane łącznie pokrywają wszystkie treści określone w podstawie programowej informatyki na poziomie podstawowym w liceach ogólnokształcących i technikach.
Większość dziedzin korzysta z gotowych algorytmów i rozwiązań informatycznych, istotą informatyki jednak jest twórcze odkrywanie algorytmów, poznawanie metod rozwiązywania problemów i badanie ich efektywności. Takie podejście wpływa na zwiększenie jakości oraz efektywności nie tylko edukacji informatycznej uczniów, ale również przynosi korzyści w nauczaniu innych przedmiotów, wspomaga kształtowanie myślenia matematycznego, uczy naukowego podejścia do rozwiązywania problemów. Umiejętność korzystania z nowych technologii w sposób twórczy i krytyczny jest obecnie podstawową umiejętnością przydatną nie tylko młodym ludziom, ale także osobom dorosłym i starszym. Jest to warunek konieczny do aktywnego i pełnego korzystania z e-usług, a posiadanie tej umiejętności ma na celu zapobieganie ryzyku wykluczenia z życia społecznego. Pomaga ponadto niwelować barierę pokoleniową, usprawnia komunikację między nauczycielami i uczniami, a w konsekwencji_ w całym społeczeństwie.
Cele kształcenia – wymagania ogólne
I. Rozumienie, analizowanie i rozwiązywanie problemów na bazie logicznego i abstrakcyjnego myślenia, myślenia algorytmicznego i sposobów reprezentowania informacji.
II. Programowanie i rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem komputera oraz innych urządzeń cyfrowych: układanie i programowanie algorytmów, organizowanie, wyszukiwanie i udostępnianie informacji, posługiwanie się aplikacjami komputerowymi.
III. Posługiwanie się komputerem, urządzeniami cyfrowymi i sieciami komputerowymi, w tym: znajomość zasad działania urządzeń cyfrowych i sieci komputerowych oraz wykonywania obliczeń i programów.
IV. Rozwijanie kompetencji społecznych, takich jak: komunikacja i współpraca w grupie, w tym w środowiskach wirtualnych, udział w projektach zespołowych oraz zarządzanie projektami.
V. Przestrzeganie prawa i zasad bezpieczeństwa. Respektowanie prywatności informacji i ochrony danych, praw własności intelektualnej, etykiety w komunikacji i norm współżycia społecznego, ocena zagrożeń związanych z technologią i ich uwzględnienie dla bezpieczeństwa swojego i innych.
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Rozumienie, analizowanie i rozwiązywanie problemów. Uczeń:
1) stosuje przy rozwiązywaniu problemów z różnych dziedzin algorytmy poznane na wcześniejszych etapach edukacyjnych oraz algorytmy:
a) badania pierwszości liczby, naiwnego wyszukiwania wzorca w tekście, szyfrowania tekstu metodą przestawieniową, porządkowania ciągu liczb metodą przez wstawianie i metodą bąbelkową, zachłannego wydawania reszty,
b) obliczania wartości elementów ciągu zadanego metodą iteracyjną i rekurencyjną, w tym wartości wyrazów ciągu Fibonacciego;
2) wyróżnia w problemie podproblemy, charakteryzuje: metodę połowienia, stosuje podejście zachłanne i rekurencję;
3) porównuje działanie różnych algorytmów dla wybranego problemu, analizuje algorytmy na podstawie ich gotowych implementacji.
II. Programowanie i rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem komputera i innych urządzeń cyfrowych. Uczeń:
1) projektuje i programuje rozwiązania problemów z różnych dziedzin; w szczególności programuje algorytmy wskazane w bloku tematycznym I;
2) dobiera odpowiednie środowiska informatyczne, aplikacje oraz zasoby do realizacji rozwiązań problemów, wykorzystuje również elementy robotyki;
3) przygotowuje opracowania rozwiązań problemów, posługując się wybranymi aplikacjami:
a) projektuje modele dwuwymiarowe i trójwymiarowe, stosuje właściwe formaty plików graficznych,
b) opracowuje dokumenty o różnorodnej tematyce, stosując własne style i szablony, pracuje nad dokumentem w trybie recenzji, definiuje korespondencję seryjną,
c) analizuje dane, korzystając z dodatkowych narzędzi arkusza kalkulacyjnego, w tym z tabel i wykresów przestawnych,
d) wyszukuje informacje, korzystając z bazy danych opartej na co najmniej dwóch tabelach, definiuje relacje, stosuje filtrowanie, formułuje kwerendy, tworzy i modyfikuje formularze, drukuje raporty,
e) tworzy stronę internetową zgodnie ze standardami, wzbogaconą tabelami, listami, elementami dynamicznymi, posługuje się arkuszem stylów, korzysta z oprogramowania i serwisów dedykowanych tworzeniu stron; publikuje własną stronę w internecie.
III. Posługiwanie się komputerem, urządzeniami cyfrowymi i sieciami komputerowymi. Uczeń:
1) rozwiązuje problemy korzystając z różnych systemów operacyjnych;
2) opisuje podstawowe topologie sieci komputerowej, przedstawia i porównuje zasady działania i funkcjonowania sieci komputerowej typu klient-serwer, peer-to-peer, opisuje sposoby identyfikowania komputerów w sieci.
IV. Rozwijanie kompetencji społecznych. Uczeń:
1) realizuje projekty zespołowo, korzysta ze środowisk umieszczonych w chmurze i prezentuje efekty wspólnej pracy;
2) przedstawia wpływ technologii na dobrobyt społeczeństw i komunikację społeczną; korzysta z wybranych e-usług;
3) objaśnia konsekwencje wykluczenia i pozytywne aspekty włączenia cyfrowego; przedstawia korzyści, jakie przynosi informatyka i technologia komputerowa osobom o specjalnych potrzebach;
4) przedstawia trendy w historycznym rozwoju informatyki i technologii oraz ich wpływ na rozwój społeczeństw;
5) poszerza i uzupełnia swoją wiedzę korzystając z zasobów udostępnionych na platformach do e-nauczania
V. Przestrzeganie prawa i zasad bezpieczeństwa. Uczeń:
1) objaśnia rolę szyfrowania, technik uwierzytelniania, kryptografii i podpisu elektronicznego w ochronie i dostępie do informacji;
2) stosuje dobre praktyki w zakresie ochrony informacji wrażliwych (np. hasła, pin), danych i bezpieczeństwa systemu operacyjnego.
Warunki i sposób realizacji
Najważniejszym celem kształcenia informatycznego uczniów jest rozwój umiejętności myślenia komputacyjnego, skupionego na kreatywnym rozwiązywaniu problemów z różnych dziedzin ze świadomym wykorzystaniem przy tym metod i narzędzi wywodzących się z informatyki, w tym programowania. Takie podejście jest kontynuowane w branżowej szkole II stopnia.
Na podstawę programową informatyki w branżowej szkole II stopnia należy patrzeć w powiązaniu ze zmianami, jakie nastąpiły w nauczaniu informatyki w szkole podstawowej oraz branżowej szkole I stopnia. Wprowadzenie rozwiązywania problemów z pomocą komputerów i programowania od najmłodszych lat znacznie wydłużyło okres poznawania tych zagadnień, a przez to umożliwiło stopniowe i uporządkowane kształtowanie myślenia algorytmicznego/komputacyjnego. Wspólne wymagania ogólne i spiralny układ wymagań szczegółowych podstawy programowej na przestrzeni wszystkich etapów edukacyjnych stworzyły możliwość ciągłego utrwalania wcześniej ukształtowanych umiejętności i przemyślanego rozszerzania ich o nowe, odpowiednio do naturalnego rozwoju ucznia. Stopniowe wprowadzanie uczniów w świat informatyki i jej zastosowań w różnych przedmiotach i dziedzinach życia kładzie solidne podwaliny pod umiejętności rozwiązywania w branżowej szkole II stopnia zagadnień związanych z wybranym zawodem, ale także dobrze przygotowuje do dalszej nauki.
Ponieważ sumaryczna liczba godzin w branżowej szkole I i II stopnia jest równa liczbie godzin informatyki na poziomie podstawowym w liceum ogólnokształcącym oraz w technikum, założono, że ucznia branżowej szkoły I i II stopnia obowiązują wszystkie wymagania podstawy programowej kształcenia ogólnego dla informatyki. W branżowej szkole II stopnia realizowana jest ta część zagadnień, która nie została zrealizowana w branżowej szkole I stopnia.
Przy rozwiązywaniu problemów z różnych dziedzin przypominane są algorytmy poznane w szkole podstawowej i w branżowej szkole I stopnia, ich lista jest ponadto wzbogacona o algorytmy ilustrujące nowe metody, takie jak: postępowanie zachłanne oraz rekurencja.
Doskonalona jest umiejętność wykorzystywania aplikacji użytkowych do rozwiązywania problemów. W podstawie programowej pojawia się projektowanie trójwymiarowe, wspomagające kształcenie wyobraźni przestrzennej, niezbędnej w wielu dziedzinach życia, między innymi w medycynie, budownictwie i projektowaniu różnorodnych elementów.
Tworząc dokument, uczeń posługuje się konspektem i pracuje w trybie recenzji. Przy prowadzeniu obliczeń w arkuszu kalkulacyjnym korzysta z możliwości tabel przestawnych. Korzysta również z relacyjnych baz danych opartych na co najmniej dwóch tabelach.
Przy instalacji nowej wersji systemu operacyjnego czy oprogramowania, uczeń postępuje świadomie, zachowując bezpieczeństwo danych i pamiętając o poszanowaniu własności intelektualnej. Przy korzystaniu z serwisów społecznościowych, e-usług, platform do e-nauczania, zasobów otwartych i wszelkich innych zasobów umieszczonych w chmurze, przestrzega ogólnie przyjętych zasad netykiety, jak i bezpieczeństwa w przestrzeni cyfrowej.
Treści nauczania mogą być realizowane w formie projektów, tematycznie powinny uwzględniać zainteresowania uczniów z różnych dziedzin. Uczniowie powinni mieć możliwość korzystania z komputerów w zależności od potrzeb wynikających z charakteru zajęć oraz realizowanych tematów i celów.
Podczas zajęć z informatyki uczeń powinien mieć do swojej dyspozycji osobny komputer z dostępem do internetu i aplikacji użytkowych zapewniających realizację zagadnień podstawy programowej. Zaleca się wspomaganie zajęć informatycznych pracą na platformie do e-nauczania, na której nauczyciel może umieszczać swoje materiały elektroniczne do zajęć - uczniowie i nauczyciel powinni mieć swoje indywidualne miejsce na takiej platformie. Takie podejście sprzyja rozwojowi dodatkowych kompetencji. Uczniowie poznają możliwości platform do e-nauczania, a w ogólności - także do pracy w domu, uczą się sposobów korzystania z ich zasobów.
Praca w środowisku wirtualnej chmury może być wykorzystana do polepszenia efektów kształcenia informatycznego oraz zwiększenia zaangażowania uczniów przez ich lepsze przygotowanie się do zajęć (kształcenie wyprzedzające) i wykonywanie zadań poza regularnymi zajęciami w szkole (odwrócone kształcenie).
Pracownie komputerowe powinny być wyposażone w sposób zapewniający możliwość realizacji wymagań określonych w podstawie programowej.