K-12 Computer Science Framework (рамка інформатичної освіти)

Переклад K-12 Computer Science Framework (версія 2016 року). З цією рамкою вже узгоджено стандарт CSTA з інформатики K-12 США. Український стандарт інформатичної освіти (початкова школа) хоч і не базується на цих документах, писався з урахуванням змісту та концепцій, викладених у цих фундаментальних орієнтирах шкільної інформатики. Опрацьованих джерел, звісно, було значно більше, але про це - іншим разом :)

Рамка K12 CS Framework і стандарт CSTA пов'язані між собою: рамка є описовим та декларативним документом, а стандарт - основою для навчальних програм.


Відповідно до пояснення вступу до стандарту CSTA, він сформований шляхом комбінування базових понять та практик/вмінь з рамкового документу. У стандарті сформульовано чіткі вимірювані очікувані результати навчання для всіх учнів, до яких додано описові твердження, за основу яких взято формулювання рамкового документу.

Перед тим, як викласти безпосередньо переклад, маю зауважити, що деякі терміни досить складно піддаються перекладу українською: зокрема це computational thinking, computing, computational system, computational artefact, computational product, collaborative computing і т.д. Я спробувала перекладати їх так, щоб максимально уможливити розуміння. Якщо бачите, що щось явно спотворює початковий зміст (не мало би, але не виключаю), то давайте знати, буду виправляти :)

Наскрізні поняття

Крім базових понять, рамка визначає так звані наскрізні.

Абстракція. Результат обмеження процесу чи набору інформації до набору важливих параметрів для цифрового використання. Абстрації встановлюють взаємодії на рівні зниженої складності, керуючи складнішими деталями на нижчому рівні взаємодії. Абстрація може створюватись для узагальнення спектру ситуацій, обираючи спільні властивості, відкидаючи конкретні деталі реалізації.
Системні зв’язки. Складові системи є взаємозалежними та організованими для досягнення спільної мети. Системна перспектива надає можливість розбиття складної проблеми на частини, які легше зрозуміти, спроектувати, виправити та підтримати. Загальні системні принципи включають зворотній зв’язок, контроль (управління), ефективність, модульність, синтез, проявлення (появу) та ієрархію.
Взаємодія людина-комп’ютер. Люди взаємодіють з комп’ютерами, наприклад лептопами, смартфонами, іншими пристроями, наприклад автомобілями та домашньою технікою, які містять вбудовані комп’ютери. Розробка ефективних та доступних інтерфейсів користувача залучає інтеграцію технічних знань та соціальних наук і включає дизайнерську та користувацьку перспективи.
Конфіденційність та безпека. Конфіденційність – це можливість виокремити інформацію та демонструвати її вибірково. Це включає контроль за збором, доступністю, використанням, зберіганням та зміною інформації. Безпека стосується гарантій навколо інформаційних систем і включає захист від крадіжки чи ушкодження апаратних та програмних засобів, а також інформації у системи. Безпека підтримує конфіденційність.
Комунікація та координація. Процеси в інформатиці характеризуються надійним обміном інформацією між автономними агентами (комунікація), які співпрацюють для досягнення спільних результатів, які жоден із них не може отримати самостійно (координація). Комунікація та координація є різними, але взаємнозалежними процесами. Особливістю інформатики є масштаб роботи комунікації та координації.

Базові поняття та їх складові

Комп'ютерні системи

Люди взаємодіють з широким спектром цифрових пристроїв, які збирають, зберігають, аналізують та обробляють інформацію такими способами, які можуть вплинути на людей як позитивно, так і негативно. Фізичні складники (апаратна частина) та інструкції (програмна частина), які утворюють комп’ютерні системи, приймають, передають та обробляють інформацію у цифровій формі. Розуміння апаратного і програмного забезпечення є корисним, коли потрібно налагодити роботу комп’ютерної системи, яка не функціонує, як потрібно.
Пристрої. Багато сучасних речей містять цифрові компоненти, які можуть зчитувати дані та відповідно діяти. У початкових класах учні дізнаються про особливості та застосування повсякденних цифрових пристроїв. Далі вони вивчають, як системи зв’язані між собою, і як взаємодія між людьми та пристроями впливає на рішення щодо дизайну.
Апаратна і програмна складова. Комп’ютерні системи використовують апаратне та програмне забезпечення для приймання, передавання та обробки інформації у цифровій формі. У початковій школі учні дізнаються, як системи використовують апаратне та програмне забезпечення для представлення та обробки інформації. Далі вони отримують глибше розуміння взаємодій апаратного і програмного забезпечення на різних рівнях комп’ютерних систем.
Пошук та усунення несправностей. Коли комп’ютерні системи не працюють, як очікується, стратегії пошуку та усунення несправностей допомагають вирішити проблему. У початковій школі учні дізнаються, що першим кроком до вирішення проблеми є її ідентифікація. Далі учні вивчають систематичні процеси вирішення проблем та розвивають власні стратегії усунення несправностей, базуючись на глибшому розумінні того, як працюють комп’ютерні системи.
Комп’ютерні системи
Після 2 класу
Після 5 класу
Після 8 класу
Після 12 класу
Пристрої

Люди використовують комп’ютерні пристрої для виконання різних задач точно та швидко. Комп’ютерні пристрої інтерпретують та дослівно виконують отримані інструкції
Комп’ютерні пристрої можна з’єднувати з іншими пристроями чи компонентами для розширення їх можливостей, таких як отримання та пересилання інформації. З’єднання може набувати різних форм, таких як фізичне чи безпровідне. Разом, пристрої та компоненти утворюють систему взаємозалежних елементів, які взаємодіють зі спільною метою
Взаємодія між людьми та комп’ютерними пристроями надає переваги, проблеми та небажані наслідки. Вивчення взаємодії людини і комп’ютера може вдосконалювати розробку пристроїв та розширювати можливості людей
Комп’ютерні пристрої часто поєднані з іншими системами, включаючи біологічні, механічні та соціальні системи. Ці пристрої можуть обмінюватись даними між собою. Зручність, залежність, безпека та доступність цих пристроїв та систем, з якими вони інтегровані, є важливими факторами для розробки у процесі їх появи.
Апаратна і програмна складова
Комп’ютерна система складається з апаратного та програмного забезпечення. Апаратне забезпечення складається з фізичних компонент, тоді як програмне забезпечення надає інструкції для системи. Ці інструкції представлено у формі, яку може розуміти комп’ютер
Апаратне та програмне забезпечення взаємодіють як система вирішення задач, таких як пересилання, отримання, обробка та зберігання одиниць інформації у формі бітів. Біти слугують базовими одиницями даних у комп’ютерних системах та можуть представляти різноманітну інформацію
Апаратне та програмне забезпечення визначає здатність комп’ютерні системи зберігати та обробляти інформацію. Розробка чи вибір комп’ютерні системи включає численні рішення та потенційні компроміси, такі як функціональність, ціна, розмір, швидкість, доступність та естетичні фактори.
Існують рівні взаємодії між апаратним та програмним забезпеченням та користувачем комп’ютерні системи. Найбільш поширені рівні програмного забезпечення, з якими взаємодіє користувач включають системні та прикладні програми. Системні програми контролюють потік інформації між апаратними пристроями, які використовуються для введення, виведення, зберігання та обробки даних.
Пошук та усунення несправностей
Комп’ютерні системи можуть працювати не так, як очікується, через апаратні чи програмні проблеми. Чіткий опис проблеми є першим кроком до її рішення
Комп’ютерні системи мають спільні риси, такі як використання електроенергії, даних та пам’яті. Спільні стратегії пошуку та усунення несправностей, такі як перевірка наявності струму, перевірка фізичних та безпровідних з’єднань, очищення робочої пам’яті перезапуском програм чи пристрою – є ефективними для багатьох систем
Вичерпний пошук та усунення несправностей вимагає знань про те, як працюють та взаємодіють комп’ютерні пристрої та компоненти. Систематичний процес визначить джерело проблеми, всередині пристрою, чи у більшій системі з’єднаних пристроїв
Вирішення складних проблем включає використання кількох джерел у дослідженні, оцінці та реалізації можливих рішень. Пошук та усунення несправностей також ґрунтується на досвіді, зокрема люди впізнають проблеми, схожі на ті, з якими вже стикались раніше, або пристосовують рішення, які колись спрацювали

Мережі та Інтернет

Цифрові пристрої зазвичай не працюють ізольовано. Мережі зв’язують цифрові пристрої для обміну інформацією та ресурсами та все більше є невід’ємною частиною інформатики. Мережі та комунікаційні системи забезпечують високу зв’язність цифрового світу, надаючи можливості швидкої та безпечної комунікації та підтримуючи інновації.
Мережева комунікація та організація. Цифрові пристрої комунікують між собою через мережі для обміну інформацією. У початковій школі учні дізнаються, що комп’ютери забезпечують зв’язок з іншими людьми, місцями та речима по всьому світу. Далі вони отримують глибше розуміння того, як інформація передається і отримується різними типами мереж.
Кібербезпека. Передача інформації мережами безпечно вимагає відповідного захисту. У початковій школі учні дізнаються, як захистити особисту інформацію. Далі вони вивчають все складніші способи захисту інформації, що надсилається мережами.
Мережі та Інтернет
Після 2 класу
Після 5 класу
Після 8 класу
Після 12 класу
Мережева комунікація та організація
Комп’ютерні мережі можуть використовуватись для зв’язку людей, місць, інформації та ідей. Інтернет дозволяє людям зв’язуватись по всьому світу через різноманітні точки з’єднання
Інформація потребує фізичного чи безпровідного шляху подорожі для того, щоб її можна було надіслати та отримати, і деякі шляхи є кращими за інші. Інформація розділяється на дрібніші порції, які називаються пакетами, які надсилаються незалежно та повторно збираються у пункті призначення. Роутери та свічі використовуються для того, щоб коректно надсилати пакети по шляху до їхнього пункту призначення
Комп’ютери надсилають та отримують інформацію, базуючись на наборах правил, які називаються протоколами. Протоколи визначають, як структуруються та пересилаються повідомлення між комп’ютерами. Такі фактори як безпека, швидкість та надійність використовуються для визначення найкращого шляху пересилання та отримання даних

(на цьому рівні потрібно знати про існування протоколів tcp/ip http , розуміти загальні принципи їх роботи, але не потрібно знати деталей роботи цих протоколів)
Мережна топологія визначається, частково, тим скільки пристроїв підтримується. Кожен пристрій отримує адресу, яка унікально ідентифікує його у мережі. Масштабованість та надійність Інтернету уможливлені ієрархією та надлишковістю мереж.
Кібербезпека
З’єднання пристроїв у мережу чи Інтернет надає багато переваг, але потрібно потурбуватись щодо заходів автентифікації, таких як сильні паролі, для захисту пристроїв та інформації від несанкціонованого доступу
Інформацію можна захищати, використовуючи різні засоби безпеки. Ці засоби можуть бути фізичними чи цифровими
Інформація надсилається та отримується по мережах, і її можна захистити від неавторизованого доступу та зміни різними способами, наприклад кодуванням для збереження конфіденційності та обмеженим доступом для збереження цілісності. Заходи безпеки для захисту онлайнової інформації проактивно звертаються до загроз вторгнень у персональні та приватні дані
(наприклад на цьому рівні треба розуміти, що є різниця між протоколами http https, але не потрібно знати, як саме працюють ці технології)
Мережна безпека залежить від комбінації апаратного, програмного забезпечення, а також практик, які контролюють доступ до даних та систем. Потреби користувачів та чутливість даних визначають рівень безпеки, який реалізується.

Дані та аналіз

Цифрові системи існують для обробки даних. Кількість даних, що генеруються у світі, швидко зростає, тож потреба ефективної обробки даних стає все важливішою. Дані збираються та зберігаються, щоб їх можна було проаналізувати для кращого розуміння світу та формулювання точніших прогнозів.
Збір. Дані збираються як цифровими, так і не-цифровими засобами та процесами. У початковій школі учні дізнаються, як збираються та використовуються дані про них та їх світ. Далі учні вивчають вплив збору даних цифровими та автоматизованими інструментами.
Зберігання. Основними функціями комп’ютерів є збір, представлення та пошук даних. У початковій школі учні дізнаються, як дані зберігаються у комп’ютерах. Далі учні вивчають, як оцінити різні методи збереження, включаючи компроміси, пов’язані з цими методами.
Перетворення та візуалізація. Дані перетворюються в процесі збору, цифрового представлення та аналізу. У початковій школі учні дізнаються, як можна використати перетворення для спрощення даних. Далі учні вивчають про складніші операції виявлення шаблонів та трендів, та повідомлення про них іншим.
Моделі та висновки. Наука про дані є одним із прикладів, де інформатика слугує багатьом сферам. Інформатика та природничі науки роблять висновки, теорії та прогнози, базуючись наданих, зібраних від користувачів чи шляхом моделювання. У початковій школі учні дізнаються про використання даних для вироблення простих прогнозів. Далі учні вивчають, як моделі та симуляції можна використовувати для дослідження теорій та розуміння систем, і як складніші та більші набори даних впливають на прогнози та висновки.
Дані та аналіз
Після 2 класу
Після 5 класу
Після 8 класу
Після 12 класу
Збір
Щоденні цифрові пристрої збирають дані протягом певного часу. Збір та використання даних про особу та світ навколо неї є звичною частиною життя та впливає на життя людей.
Люди обирають цифрові інструменти для збору даних, базуючись на тому, що спостерігається і як ці дані будуть використовуватись. Наприклад, цифровий термометр використовується для вимірювання температури, а GPS-сенсор використовується для відстеження місця перебування
Люди розробляють алгоритми та інструменти автоматизації збору даних комп’ютерами. Коли збір даних автоматизовано, дані відбираються та перетворюються у форму, яку може обробити комп’ютер. Наприклад, дані з аналогового сенсору потрібно перетворити у цифрову форму. На метод, який використовується для автоматизації збору даних, впливає доступність інструментів та очікуваний спосіб використання даних.
Дані постійно збираються чи генеруються через автоматичні процеси, які не завжди є очевидними, що викликає занепокоєння з позиції приватності. Різні методи та інструменти збору, які використовуються, впливають на кількість та якість даних, які спостерігаються та записуються.
Зберігання
Комп’ютери зберігають дані, які згодом можна відновити. Можна створювати  ідентичні копії даних для зберігання у різних місцях з різною метою, наприклад для захисту від втрат
Різні програмні засоби, які використовуються для доступу до даних, можуть по-різному зберігати ці дані. Тип даних, який зберігається та рівень представленої деталізації впливають на вимоги до збереження.

(йдеться про те, що музика, зображення, відео, текст вимагають різного обсягу місця. Можна також зберігати метадані. На цьому рівні не передбачене розуміння систем числення)
Програми зберігають дані у певному представленні. Представлення відбувається на різних рівнях, від упорядкування інформації у впорядковані форми (наприклад табличний процесор) до фізичного рівня зберігання бітів. Програмні засоби, які використовуються для доступу до інформації перетворюють низько-рівневе представлення бітів у форму, зрозумілу людям.
Дані можна складати з різних елементів даних, які перебувають у взаємозв’язку. Наприклад, дані про населення можуть містити вік, стать, висоту. Люди приймають рішення щодо того, як організовані елементи даних, і де дані зберігаються. Ці рішення впливають на вартість, швидкість, надійність, доступність, конфіденційність та цілісність
Візуалізація та перетворення

(тут наведено приклади та докладніше пояснення, аналогічне існує для кожного пункту в оригіналі документа)
Дані можна подавати для представлення у різний спосіб. Люди використовують комп’ютери для перетворення даних у нові форми, такі як графіки та діаграми

Прикладами представлення є графічні подання графіків, стовпчикових діаграм чи гістограм. Таблиця з даними, яка представляє підсумки опитування щодо улюблених кольорів учнів може подаватись у формі діаграми на комп’ютері
Люди обирають аспекти та підрозділи даних для перетворення, організації, групування та сортування для того, щоб подати різні погляди та повідомити розуміння, одержане із даних

Дані часто сортуються або групуються для більшої чіткості. Точки даних можуть організовуватись за деякими спільними рисами, без назви для категорії. Наприклад, кілька днів можна об’єднати за температурою, тиском, вологістю, а потім укласти в категорію лагідної, середньої чи екстремальної погоди. Ці ж дані можна обробити урізний спосіб, щоб підкреслити окремі аспекти чи частини набору даних. Наприклад, працюючи з набором даних популярних пісень, дані можна зображати за жанром чи виконавцем. Проста візуалізація даних включає графіки та діаграми, інфографіку та пропорції, які представляють статистичні характеристики даних
Дані можна перетворювати для видалення помилок, підкреслення чи показу взаємозв’язків, та/чи для того, щоб полегшити комп’ютерну обробку

Очищення даних є важливою трансформацією для зниження шуму та помилок. Прикладом шуму може бути перші кілька секунд зразка, у якому аудіо-сенсор збирає сторонні звуки, згенеровані через розміщення сенсора користувачем. Помилки у даних опитування вичищаються для вилучення підроблених та некоректних відповідей.
Прикладом трансформації, яка демонструє взаємозв’язок є представлення двох груп (наприклад, чоловіків та жінок) як відсотків цілого замість окремих чисел. Обчислювальна біологія використовує алгоритми стиснення для того, щоб великі обсяги генетичних даних були придатними для обробки, а їх аналіз – більш ефективним.
Люди перетворюють, узагальнюють, спрощують та представляють великі набори даних у різний спосіб, щоб вплинути на те, як інші сприймають та розуміють подану інформацію. Приклади включають візуалізацію, підсумовування, перегрупування та застосування математичних операцій.

Візуалізація, така як інфографіка, може затьмарити дані та позитивно чи негативно вплинути на їх сприйняття. Люди використовують програмні засоби чи програмування для створення потужних, інтерактивних візуалізацій даних та виконують ряд математичних операцій для перетворення та аналізу даних. Прикладами математичних операцій є підсумування (наприклад, сума та середнє значення). Одні і ті ж дані можна візуалізувати чи перетворити для підтримки різних аспектів питання.
Моделі та висновки
Дані можна використовувати для того, щоб робити висновки чи припущення стосовно світу. Висновки, твердження про щось, що не можна спостерігати безпосередньо, часто базуються на даних спостереження. Припущення, твердження про майбутні події, базуються на шаблонах даних, і їх можна робити на основі перегляду візуалізацій, таких як графіки та діаграми
Точність висновків та припущень пов’язана із тим, наскільки реалістично представлені дані. Багато факторів впливають на точність висновків та припущень, таких як кількість та відповідність зібраних даних
Комп’ютерні моделі можна використовувати для моделювання подій, перевірки теорій та висновків, висування гіпотез, з малою чи великою кількістю точок даних. Комп’ютерні моделі є абстракціями, які представляють явища, і використовують дані та алгоритми для підкреслення ключових характеристик та взаємозв’язків у системі. Зі збільшенням кількості даних, що збираються автоматично, моделі можна покращувати
Точність передбачень чи висновків залежить від обмежень комп’ютерних моделей та даних, на яких побудовані ці моделі. Кількість, якість та різноманітність даних та можливості, які вибрані, можуть впливати на якість моделі та її здатність відображати систему. Висновки та передбачення перевіряються для валідації моделей.

Алгоритми та програмування

Алгоритм – це послідовність кроків, розроблених для розв’язання конкретної задачі. Алгоритми перетворюються у програми, чи код, для передачі інструкцій цифровим пристроям. Алгоритми та програми керують усіма цифровими системами, даючи людям можливість комунікувати зі світом у нові способи, і вирішувати нездоланні проблеми/задачі. Процес розробки створення змістових та ефективних програм включає вибір інформації, яку буде використано, і того, як її обробляти та зберігати, розділення великої задачі на підзадачі, рекомбінацію існуючих рішень та аналіз різних рішень.
Алгоритми. Алгоритми розробляються для виконавців, як людей, так і комп’ютерів. У початковій школі учні дізнаються про відповідні віку алгоритми із навколишнього світу. Далі учні вивчають розвиток, комбінування та декомпозицію алгоритмів, а також оцінювання конкуруючих алгоритмів.
Змінні. Компютерні програми зберігають та обробляють дані, використовуючи змінні. У початковій школі учні дізнаються, що різні типи даних (слова, числа, зображення) можуть використовуватись по-різному. Далі учні вивчають змінні та способи організації великих наборів даних у структури зростаючої складності.
Алгоритмічні структури. Алгоритмічні структури визначають порядок, у якому виконуються інструкції алгоритму чи програми. У початковій школі учні дізнаються про послідовне виконання та прості алгоритмічні структури. Далі учні розширюють своє розуміння до поєднання структур, які підтримують складні траєкторії.
Модульність. Модульність включає в себе розбиття задачі на простіші, і комбінування простіших задач для вирішення складнішої. У початковій школі учні дізнаються, що алгоритми і програми можна розробляти, розділяючи задачу на менші частини і рекомбінуючи існуючі рішення. Далі учні вивчають розпізнавання шаблонів, для використання загального та універсального рішення для у типових сценаріях та вчаться чітко описувати задачі широко використовуваними способами.
Розробка програм. Програми розробляються у процесі проектування, який часто повторюється, поки програміст не буде задоволений рішенням. У початковій школі учні дізнаються про те, як і чому люди розробляють програми. Далі вони вивчають компроміси розробки програм, пов’язані зі складними рішеннями щодо обмежень користувача, ефективності, етики та тестування.
Алгоритми та програмування
Після 2 класу
Після 5 класу
Після 8 класу
Після 12 класу
Алгоритми
Люди слідують та створюють процеси як частини свого щоденного життя. Багато із цих процесів можуть бути виражені алгоритмами, які можуть виконувати комп’ютери
Для досягнення однакових результатів можна використовувати різні алгоритми. Деякі алгоритми є більш прийнятними у конкретних контекстах, аніж інші.
Алгоритми впливають на те, як люди взаємодіють з комп’ютером, і як комп’ютер відповідає. Люди розробляють алгоритми, які узагальнено застосовуються у багатьох ситуаціях. Читабельні алгоритми легше розбирати, тестувати та налагоджувати
Люди оцінюють та обирають алгоритми залежно від їх продуктивності, можливості повторного використання та легкості реалізації. Знання основних алгоритмів покращує процес розробки програм, захисту даних та зберігання інформації
Змінні
Інформація у реальному світі може бути представлена у комп’ютерних програмах. Програми зберігають та обробляють дані, такі як числа, слова, кольори та зображення. Тип даних визначає дії та властивості, по’вязані із ним
Мови програмування надають змінні, які використовуються для зберігання та змінення даних. Тип даних визначає значення та операції, які можна виконувати над цими даними
Програмісти створюють змінні для зберігання наборів даних певних типів. Змістовий ідентифікатор призначається для кожної змінної, для доступу та виконання операцій над значенням за його іменем. Змінні уможливлюють гнучкість для представлення різних ситуацій, обробляють різні набори даних, продукують різні результати
Структури даних використовуються для керування складністю програм. Програмісти обирають структури даних, на основі компромісів функціональності, зберігання (пам’яті) та продуктивності.
Алгоритмічні структури
Комп’ютери виконують точні послідовності команд, які автоматизують виконання завдань. Виконання програми може бути нелінійним, повторювати шаблони команд та використовувати події для початку виконання команд.
Алгоритмічні структури, такі як цикли, обробники подій та розгалуження, використовуються для вказання потоку виконання. Розгалуження вибірково виконують чи пропускають команди, записані під різними умовами
Програмісти обирають та комбінують різні алгоритмічні структури, такі як цикли, обробники подій та розгалуження, для створення складніших програмних поведінок
Програмісти враховують компроміси, пов’язані з реалізацією, читабельністю та продуктивністю програми, коли обирають та комбінують алгоритмічні структури
Модульність
Складні задачі можна розбивати на простіші команди, деякі з яких можна розбивати ще на дрібніші частини. Так само, команди можна об’єднувати та комбінувати для виконання складних задач
Програми можна розбивати на дрібніші частини для сприяння їхній розробці, реалізації та перегляду. Програми можна створювати, включаючи дрібніші порції програм, які створені раніше
Програми використовують процедури для організації коду, приховання деталей реалізації та для того, щоб код був легший у використанні. Процедури можна використати повторно у нових програмах. Визначення параметрів процедур може узагальнити поведінку та підвищити повторну застосовність.
Складні програми розроблені як системи модулів, що взаємодіють, кожен із конкретною роллю, координуючись для спільної загальної мети. Ці модулі можуть бути процедурами в межах програми; комбінацією даних та процедур; або незалежними, але взаємнопов’язаними, програмами. Модулі уможливлюють краще управління складними задачами
Розробка програм
Люди розробляють програми у співпраці та з певною метою, такою як вираження ідей або вирішення проблемної ситуації
Люди розробляють програми, використовуючи ітеративний процес, що включає розробку, реалізацію та перегляд. Розробка часто включає повторне використання існуючого коду або реміксування інших програм з-поміж спільноти. Люди постійно переглядають те, чи працює програма так, як очікувалось, виправляють або відлагоджують, частини, які відхиляються від цього. Повторення цих кроків уможливлює покращення та вдосконалення програм.
Люди розробляють змістові рішення для інших, визначаючи критерії та обмеження задачі, уважно враховуючи різні потреби та побажання спільноти, та перевіряючи чи критерії та обмеження були дотримані
Різнорідні команди можуть розробляти програми для широкого впливу через перегляд та залучення сильних сторін учасників у різних ролях. Рішення, які приймаються під час розробки часто включають в себе компроміси. Розробка складних програм полегшується за рахунок ресурсів, таких як бібліотеки та засоби редагування та керування частинами програми. Системний аналіз є критичним для визначення впливу багів

Вплив ІТ

Інформатика спливає на багато аспектів навколишнього світу як позитивно, так і негативно, на локальному, національному та глобальному рівнях. Окремі особи та спільноти впливають на сферу ІТ своєю поведінкою, культурними та соціальними взаємодіями, і у свою чергу ІТ впливає на нові культурні практики. Інформована та відповідальна особа повинна розуміти соціальні наслідки цифрового світу, включаючи справедливість та доступ до технологій.
Культура. ІТ впливає на культуру – включно з системами вірувань, мовою, стосунками, технологіями та інституціями – а культура визначає те, як люди взаємодіють з та працюють з ІТ. У початковій школі учні дізнаються, як ІТ можуть бути допоміжними та шкідливими. Далі учні вивчають компроміси, пов’язані з ІТ та потенційний майбутній вплив ІТ на глобальні спільноти.
Соціальні взаємодії. ІТ можуть підтримати нові способи зв’язку людей, комунікації інформації та вираження ідей. У початковій школі учні дізнаються, що цифрові системи можуть допомоги з’єднати людей та підтримати міжособистісну комунікацію. Далі вони вивчають, як соціальна природа ІТ впливає на інституції та кар’єри у різних сферах.
Безпека, закон та етика. Юридичні та етичні міркування використання цифрових пристроїв впливають на поведінку, яка може вплинути на безпеку та охорону людей. У початковій школі учні дізнаються про основи цифрового громадянства та відповідне використання цифрових медія. Далі учні вивчають юридичні та етичні виклики, які визначають цифрові практики.
Вплив ІТ
Після 2 класу
Після 5 класу
Після 8 класу
Після 12 класу
Культура
ІТ позитивно та негативно змінили спосіб, у який люди живуть та працюють. Комп’ютерні пристрої можуть використовуватись для розваг та у якості інструментів продуктивності, вони можуть впливати на відношення між людьми та їх стиль життя
Розробка та модифікація комп’ютерних технологій випливає з потреб та бажань людей та може впливати на різні групи по-різному. ІТ впливають на, і на них впливають, культурні практики.

Розвиток ІТ змінює щоденну діяльність людей. Суспільство стикається є компромісами через зростання глобалізації та автоматизацію, яку несуть комп’ютери
Розробка та використання ІТ та інформаційних об’єктів може покращити, або погіршити, або зберегти нерівний доступ до інформації та можливостей
Соціальні взаємодії
ІТ позитивно та негативно вплинули на спосіб, у який люди спілкуються. Люди можуть доступитись до інформації та один до одного миттєво, у будь-якому місці, у будь-який час, але існує ризик кібербулінгу та зниження рівня приватності
ІТ сприяють локальній та глобальній співпраці. Полегшуючи спілкування та інновації, ІТ впливає на соціальні інституції, такі як сім’я, освіта, релігія та економіка
Люди організовуються та залучаються навколо питань та тем, які їх цікавлять, через різні комунікаційні платформи, уможливлені ІТ, такі як соціальні мережі та медійні портали. Ці взаємодії дозволяють вивчити питання з багатьох точок зору різноматнітної аудиторії
Багато аспектів суспільства, особливо професійних, зазнали впливу від ступеня комунікації, що забезпечується ІТ. Підвищення зв’язності між людьми різних культур у різних професійних сферах змінює природу та зміст багатьох професій
Безпека, закон, етика
Люди використовують комп’ютерні технології таким чином, що можуть допомогти чи ушкодити себе чи інших. Шкідливу поведінку, таку як поширення приватної інформації та взаємодія з незнайомцями, потрібно розпізнавати та уникати
Етичні ускладнення постають з можливостей, які надаються ІТ. Простота пересилання та отримання копій медіа з Інтернету (відео, фото, музика) створює можливість неавторизованого використання, такого як онлайнове піратство, зневага авторських прав, нестача посилань на автора
Існують компроміси між дозволом публічності інформації та утриманням її приватною та у безпеці. Люди можуть помилково відкрити приватну інформації, коли все більше публічної інформації про них доступно в онлайні.
Закони керують багатьма аспектами ІТ, такими як приватність, дані, власність, інформація, ідентичність. Ці закони можуть мати корисний або шкідливий вплив, такий як загроза чи затримка прогресу в ІТ, та захист чи порушення прав людей. Міжнародні відмінності у законах та етиці можуть мати вплив на ІТ

Базові практики/вміння


На відміну від базових понять, практики/вміння не розписані за рівнями класів. Натомість, подано опис того, як те чи інше вміння має виглядати на кінець 12 класу. Окремо зазначене обчислювальне мислення, яке розкривається практиками 3-6.

Р1. Розвиток всеохопної інформатичної культури

Побудова інклюзивної та різноманітної інформатичної культури вимагає стратегій включення перспектив людей різних статей, етнічної приналежності та можливостей. Включення цих перспектив передбачає розуміння особистих, етичних, соціальних, економічних та культурних контекстів, у яких працюють люди. Врахування потреб різних користувачів у процесі проектування є істотним для створення інклюзивних інформатичних продуктів.
До завершення 12 класу учні повинні вміти:
1) Включати унікальні перспективи (точки зору) інших та рефлексувати щодо власних перспектив при розробці інформатичних продуктів.
2) Задовольняти потреби різноманітних кінцевих користувачів у процесі розробки та створення артефактів з широкою доступністю та зручністю.
3) Застосовувати само- та взаємо-інформування щодо упереджень у взаємодіях, дизайні продукту та методах розробки.

Р2. Співпраця в інформатиці

Спільна робота над ІТ-проектом – це процес виконання обчислювальної задачі, працюючи в парах чи командах. Оскільки це передбачає запит щодо внеску та зворотній зв’язок для інших, ефективна співпраця може призвести до кращих результатів, аніж незалежна робота. Співпраця вимагає спрямовувати та включати різноманітні перспективи, конфліктуючі ідеї, розрізнені навички та відмінні характери. Учні повинні використовувати інструменти співпраці для ефективної спільної роботи та створення складних продуктів.
До завершення 12 класу учні повинні вміти:
1) Розвивати робочі стосунки з іншими особами, які мають відмінні перспективи, навички та характери.
2) Визначати групові правила, очікування та справедливо розподіляти робоче навантаження для підвищення ефективності та продуктивності.
3) Просити та включати зворотній зв’язок, а також надавати його членам групи та іншим зацікавленим сторонам.
4) Оцінювати та обирати технологічні інструменти, які можна використати для спільної роботи над проектом.

Р3. Розпізнавання та визначення інформатичних проблем

Здатність розпізнавати відповідні та цінні можливості застосування обчислювального потенціалу – це навичка, яка розвивається з часом і є центральною для інформатики. Розв’язання проблем з обчислювальним/інформатичним підходом вимагає визначення проблеми, розділення її на частини та оцінювання кожної з них для визначення того, чи обчислювальне рішення підходить для її вирішення.
До завершення 12 класу учні повинні вміти:
1) Визначати складні, міждисциплінарні, життєві проблеми, які можна вирішити із застосуванням обчислювальних методів.
2) Розбивати складні життєві проблеми на вирішувані під-задачі, які можуть інтегрувати існуючі рішення чи процедури.
3) Оцінювати, чи відповідним і здійсненним є обчислювальний шлях вирішення проблеми.

Р4. Розробка та використання абстракцій

Абстрації формуються визначенням шаблонів та видобуванням спільних рис із конкретних прикладів для створення узагальнень. Використання узагальнених рішень і частин рішень, призначених для широкого повторного використання спрощує процес розробки, керуючи складністю.
До завершення 12 класу учні повинні вміти:
1) Визначати спільні риси набору взаємнопов’язаних процесів чи складних явищ.
2) Оцінювати існуючі технологічні функції та включати їх у нові проекти.
3) Створювати модулі та розробляти точки взаємодій, які можна застосовувати для різних ситуацій та зниження складності.
4) Моделювати явища та процеси, а також симуляційні системи для розуміння та оцінки потенційних результатів.

Р5. Створення інформатичних продуктів

Процес розробки інформатичних продуктів включає як креативне вираження, дослідження ідей для створення прототипів, так і розв’язання обчислювальних задач. Учні створюють продукти, які є особисто значущими або корисними для їхньої спільноти та за її межами. Інформатичні продукти можуть створюватись комбінуванням та зміною існуючих, або розробкою нових. Прикладами інформатичних продуктів є програми, моделі, візуалізації, цифрові анімації, роботизовані системи, застосунки/аплікації.
До завершення 12 класу учні повинні вміти:
1) Планувати розробку інформатичного продукту, застосовуючи ітеративний процес, що передбачає рефлексію та модифікацію плану, врахування ключових можливостей, часові та ресурсні обмеження та очікування користувачів.
2) Створювати інформатичні продукти для досягнення практичної мети, особистого вираження чи вирішення соціальної проблеми.
3) Змінювати існуючий продукт для його вдосконалення чи налаштування.

Р6. Тестування та вдосконалення інформатичних продуктів

Тестування та вдосконалення є цілеспрямованим та ітеративним процесом покращення інформатичного продукту. Цей процес включає налагодження (виявлення та виправлення помилок) та порівняння отриманого результату із очікуваним. Учні також реагують на змінні потреби та очікування кінцевих користувачів, та покращують продуктивність, надійність, зручність та доступність продуктів.
До завершення 12 класу учні повинні вміти:
1) Систематично тестувати інформатичні продукти, враховуючи всі сценарії та використовуючи тестові набори.
2) Визначати та виправляти помилки, застосовуючи системний процес.
3) Багаторазово оцінювати та покращувати інформатичний продукт для підвищення його продуктивності, надійності, зручності та доступності.

Р7. Комунікації щодо інформатики

Комунікація передбачає особисте вираження та обмін ідеями з іншими. В інформатиці учні комунікують з різноманітними аудиторіями щодо використання та впливу інформатики та відповідності обчислювальних рішень. Учні пишуть чіткі коментарі, документують свою роботу та комунікують свої ідеї за допомогою різних форм медія. Чітка комунікація включає використання правильної термінології та уважне врахування можливих аудиторій.
До завершення 12 класу учні повинні вміти:
1) Обирати, організовувати та трактувати великі набори даних з різних джерел для підтримки твердження.
2) Описувати, обґрунтовувати та документувати обчислювальні процеси та рішення, використовуючи відповідну термінологію, що враховує очікувану аудиторію та мету.
3) Відповідально висловлювати ідеї, дотримуючись прав інтелектуальної власності та надаючи відповідні посилання.
 

Коментарі