Інформатика у США

Інформатика у США (проміжний проект 2016)

Чинний стандарт з інформатики у США 2011 року (http://dystosvita.blogspot.com/2014/01/blog-post.html) зараз у процесі перегляду, і станом на жовтень 2016 року проект виглядає наступним чином.

Рамкові поняття цього стандарту:

• Алгоритми та програмування (A)
• Дані та аналіз (D)
• Мережі та Інтернет (N)
• Вплив ІТ (I)
• Комп'ютерні системи (C)

2 клас

1А-А-7-1	Шанує права творців (наприклад) програм, музичних творів та зображень
1А-А-5-2	Створює програми для вирішування задач, або для творчого вираження, з використанням послідовних команд, подій та простих циклів, на основі візуального середовища програмування, індивідуально та у співпраці з іншими (наприклад, у парах)
1А-А-5-3	Планує та розробляє документи для ілюстрування думок, ідей, історій у лінійний спосіб (покроково), наприклад, план історії, сюжет, послідовна графічна схема
1А-А-4-4	Використовує числа чи інші позначки для представлення даних (великий палець вгору чи вниз для позначення Так/Ні, кольорові шкали, стрілки для вказання напрямку, кодування/декодування слів через значки та числа)
1А-А-3-5	Виконує декомпозицію великої задачі на менші під-задачі під керівництвом вчителя, чи самостійно
1А-А-3-6	Виділяє групи об’єктів на основі їх властивостей чи дій, які вони можуть виконувати, за допомогою чи без комп’ютерних пристроїв
1А-А-3-7	Створює та виконує алгоритми (покрокові інструкції), що містять послідовності команд та прості цикли для виконання завдань, індивідуально та у співпраці з іншими (наприклад, у парах), за допомогою чи без комп’ютерних пристроїв
1А-А-6-8	Аналізує та відлагоджує (виправляє помилки) в алгоритмі, який містить послідовності команд та прості цикли, за допомогою чи без комп’ютерних пристроїв
1А-C-7-9	Визначає та використовує програмні засоби, наприклад використовує програму для малювання, програму для написання історії чи програмування робота
1А-С-7-10	Використовує відповідну термінологію при називанні та описуванні функцій доступних комп’ютерних пристроїв та їх складових (настільний комп’ютер, ноутбук, планшет, монітор, клавіатура, мишка, принтер)
1А-С-6-11	Визначає, з використанням правильної термінології, прості апаратні та програмні збої, які можуть траплятись при користуванні технікою (програма працює не так, як очікувалось, немає звуку, пристрій не вмикається)
1А-D-7-12	Збирає дані протягом певного часу та організовує їх у графік чи діаграму для створення прогнозів
1А-D-4-13	Використовує цифрові пристрої для зберігання, пошуку, зміни та видалення інформації та визначає збережену інформацію як дані
1А-D-4-14	Створює модель об’єкту чи процесу для визначення шаблонів та важливих елементів (водний цикл, сезонні погодні шаблони)
1А-I-7-15	Порівнює та протиставляє приклади того, як змінювались інформаційні технології та як вони впливали на життя, роботу та спілкування людей
1А-N-2-16	Використовує комп’ютери чи інші комунікаційні пристрої для зв’язку з іншими людьми по мережі (наприклад, Інтернет) для спілкування, доступу та спільного використання інформації у межах класу
1А-N-7-17	Використовує паролі для захисту приватної інформації та обговорює вплив некоректного використання паролів

3-5 клас

1B-A-2-1	Застосовує стратегії співпраці для підтримки вирішування проблем в процесі розробки програми
1B-A-7-2	Правильно цитує та вказує на використання запозичених ідей (при використанні зображень, музичних творів, створених іншими особами, при видозміні програмних проектів)
1B-A-5-3	Створює план як частину ітеративного процесу розробки, індивідуально та у співпраці з різнорідними командами (наприклад, сценарій, блок-схема, псевдо-код, карта сюжету)
1B-A-5-4	Створює програми для вирішення задачі або творчого вираження, використовуючи послідовні команди, події, цикли, умовні конструкції, паралельне виконання та змінні, на основі візуального середовища програмування або текстової мови, індивідуально та у співпраці з іншими (наприклад, у парах)
1B-A-5-5	Використовує математичні операції для зміни значення змінної
1B-A-3-6	Виконує декомпозицію задачі на менші під-задачі, індивідуально чи у групі
1B-A-3-7	Створює та виконує алгоритм (набір покрокових інструкцій), що містить послідовне виконання команд, цикли та розгалуження, для вирішення задачі, індивідуально чи у групі, за допомогою чи без комп’ютерних пристроїв
1B-A-6-8	Аналізує та відлагоджує (виправляє) алгоритм, що містить послідовні команди, події, цикли, умовні конструкції, паралельне виконання та змінні
1B-С-7-9	Моделює роботу комп’ютерної системи (уточнення: лише основні елементи системи, такі як пристрої введення, виведення, обробки, зберігання, сенсори)
1B-С-7-10	Використовує коректну термінологію при називанні внутрішніх та зовнішніх складових комп’ютерних пристроїв, та описуючи їх взаємодію, можливості та обмеження
1B-С-6-11	Визначає, з використанням правильної термінології, прості апаратні та програмні збої, які можуть траплятись при користуванні технікою, і застосовує стратегії для вирішення цих проблем (перезавантажити пристрій, перевірити живлення, перевірити наявність мережі, закрити і знову відкрити програму)
1B-D-5-12	Створює інформаційні об’єкти для моделювання параметрів та можливостей об’єкту (сонячна система, життєвий цикл рослини)
1B-D-5-13	Дає відповідь на питання, використовуючи комп’ютер для обробки та аналізу даних, зібраних класом чи окремим учнем (сортування, пошуку суми чи середнього значення, побудови графіка чи діаграми)
1B-D-5-14	Використовує числові значення для позначення не-числових об’єктів комп’ютера (двійкове кодування, ASCII, властивості пікселів у RGB)
1B-I-7-15	Оцінює та описує позитивний та негативний вплив поширеності комп’ютерів та ІТ в житті людини (завантаження відео та аудіо-файлів, електронні пристрої, безпровідний Інтернет, мобільні пристрої, системи GPS, гаджети)
1B-I-7-16	Наводить приклади того, як ІТ може впливати на суспільство, а також того, як суспільні цінності можуть впливати на рішення в галузі ІТ
1B-I-7-17	Шукає та порівнює різні точки зору, синхронно та асинхронно, для вдосконалення проекту
1B-I-7-18	Виконує мозковий штурм способів, якими цифрові пристрої можуть бути доступнішими для усіх користувачів
1B-I-7-19	Пояснює проблеми, які стосуються використання комп’ютерних пристроїв та мереж (вихід з облікового запису, щоб ним не скористались інші, кібербулінг, приватність особистої інформації, право власності)
1B-N-7-20	Наводить приклади сильних паролів, пояснює доцільність їх використання, демонструє правильне використання та захист особистих паролів
1B-N-4-21	Моделює, як мережеві пристрої пересилають повідомлення за певними правилами

6-8 клас

2-А-2-1	Сприяє отриманню та інтеграції відгуків для розробки та покращення програми
2-А-7-2	Порівнює різні алгоритми, які можна використати для вирішення задачі у контексті швидкості, зрозумілості та розміру (уточнення: учням не потрібно кількісно вимірювати ці параметри)
2-А-7-3	Надає відповідне посилання, коли в основі використовується чужий код
2-А-7-4	Пояснює хід виконання алгоритмів та прогнозує їхні результати (уточнення: алгоритми можуть виражатись природньою мовою, блок-схемами, коментованим кодом чи псевдо-кодом)
2-А-5-5	Проектує, розробляє та представляє інформаційні об’єкти, такі як мобільні застосунки, спрямовані на вирішення соціальних проблем, як індивідуально, так і в групах
2-А-5-6	Розробляє програми, як індивідуально, так і в групах, що містять послідовні команди з вкладеними циклами та кількома розгалуженнями (уточнення: на цьому етапі учні можуть використовувати як візуальне, так і текстове середовище програмування)
2-А-5-7	Створює змінні, які представляють різні типи даних та обробляє їх значення
2-А-4-8	Визначає та використовує процедури, які приховують складність завдання, і можуть бути використані для вирішення схожих задач (уточнення: учні використовують та змінюють, не обов’язково створюють, процедури з параметрами)
2-А-3-9	Виконує декомпозицію задачі на під-задачі та розробляє рішення для кожної з частин
2-А-6-10	Використовує ітеративний процес розробки (наприклад, визначає проблему, генерує ідеї, розробляє, тестує та покращує рішення) для вирішення задач, як індивідуально, так і в групах
2-С-7-11	Обґрунтовує апаратні та програмні рішення задачі (наприклад, порівняння можливостей планшету та настільного комп’ютера, вибір сенсорів та платформи для побудови робота чи створення мобільного додатку)
2-С-4-12	Аналізує взаємозв’язок між складовими обчислювального пристрою та його можливостями (уточнення: комп’ютерною системою є не лише комп’ютери, але й автомобілі, мікрохвильовки, смартфони, світлофори та флеш-накопичувачі)
2-С-6-13	Використовує систематичний процес для виявлення джерела проблеми з індивідуальним чи мережевим пристроєм (наприклад, виправлення блок-схеми, зміна програми для перевірки працездатності пристрою, перезавантаження пристрою, перевірка мережного зв’язку, заміна складових)
2-D-7-14	Описує, як різні формати збережених даних представляють компроміси між якістю та розміром (уточнення: порівняння прикладів музичних, текстових та графічних форматів)
2-D-7-15	Пояснює процеси, які виконуються для збирання, перетворення та аналізу даних для вирішення задачі обчислювальними методами (наприклад, використання електронних таблиць для збирання даних, рішення про те, які дані використовувати, а які ігнорувати, вибір методу візуалізації)
2-D-5-16	Переглядає інформаційну модель для точнішої відповідності системам реального світу (наприклад, екосистеми, епідемії, поширення ідей)
2-D-4-17	Представляє дані з використанням різних систем кодування (наприклад, двійкове кодування, Unicode, азбука Морзе, скоропис, власні кодування)
2-I-7-18	Підсумовує позитивний та негативний вплив використання даних та інформації для групування людей, прогнозування поведінки та створення рекомендацій на основі цих прогнозів (наприклад, індивідуалізовані пошукові результати чи цільова реклама, що базується на історії переглядів браузера може зберегти час та водночас обмежити вибір)
2-I-1-19	Пояснює, як комп’ютерні системи сприяють розвитку інновацій та вдосконалюють практично усі галузі та дисципліни
2-I-1-20	Наводить приклади того, як інформаційні об’єкти та пристрої впливають на здоров’я та добробут, позитивно та негативно
2-I-1-21	Описує способи, у які Інтернет впливає на глобальне спілкування та співпрацю
2-I-1-22	Описує етичні дилеми, які стосуються комп’ютерних пристроїв та мереж (наприклад, рівність доступу, безпека, хакери, інтелектуальна власність, авторське право, ліцензії Creative Commons, плагіат)
2-I-1-23	Переробляє інформаційні об’єкти для вилучення перешкод універсального доступу (наприклад, додавання написів до зображень, висококонтрастні кольори, більший розмір шрифту)
2-N-7-24	Підсумовує ризики безпеки, пов’язані зі слабкими паролями, нестачею шифрування, небезпечними транзакціями та збереженням даних
2-N-4-25	Моделює, як інформація передається пакетами між різними пристроями по мережах та Інтернету

9-10 клас (це вимоги до ВСІХ учнів на момент закінчення high school)

3A-A-2-1	Проектує та розробляє програмний продукт, працюючи у команді
3A-A-2-2	Демонструє як розмаїта співпраця впливає на проектування та розробку програмних продуктів (наприклад, обговорення практичних прикладів продуктів, які були вдосконалені внаслідок розробки різнорідною групою, або відображення досвіду розробки власної команди)
3A-A-7-3	Порівнює схожі та відмінні аспекти схем ліцензування програмного забезпечення (наприклад, відкрите, безкоштовне, комерційне ПЗ)
3A-A-5-4	Проектує, розробляє та реалізує інформаційний продукт, який відповідає події (наприклад, робот реагує на датчик, мобільний застосунок реагує на текстове повідомлення, спрайт реагує на отримане сповіщення)
3A-A-5-5	Використовує дослідження та методи проектування, орієнтовані на користувача (наприклад, опитування, інтерв’ю) при розробці програмних рішень
3A-A-5-6	Інтегрує відповідні класу математичні методи, поняття та процеси при створенні інформаційних об’єктів
3A-A-4-7	Розуміє поняття ієрархії та абстракції у мові високого рівня, трансляції, набору інструкцій та логічних схем
3A-A-4-8	Виконує декомпозицію задачі на простіші під-задачі, використовуючи попередньо задані конструкції (наприклад, функції та параметри та/чи класи)
3A-A-4-9	Демонструє розуміння цінності абстракції для управління складністю проблеми (наприклад, використання списку значень, масиву, замість окремих змінних)
3A-A-3-10	Розробляє алгоритм з використанням послідовності, вибору та повторення
3A-A-3-11	Пояснює та демонструє те, як моделювання та симуляція можуть використовуватись для дослідження природніх явищ (наприклад, скупчування, черги, життєві цикли)
3A-A-6-12	Використовує систематичний підхід та відповідні інструменти для самостійного відлагодження програми (наприклад, встановлення точок переривання, перегляд значень змінних у процесі роботи програми)
3A-C-7-13	Розробляє та застосовує критерії (наприклад, споживання енергії, швидкість обробки, обсяг зайнятого місця, час роботи батареї, вартість, операційна система) для оцінювання комп’ютерної системи для заданої задачі (наприклад, система потрібна для запуску гри, перегляду Інтернету, графічного дизайну чи редагування відео)
3A-C-5-14	Створює, розширює чи змінює існуючі програми для додавання нових можливостей та поведінки, використовуючи різні форми введення та виведення (наприклад, введення за допомогою датчиків, клацань мишки, наборів даних; виведення у текст, графіку, звуки)
3A-C-4-15	Демонструє роль та взаємодію комп’ютера, включеного у фізичну систему, таку як побутовий пристрій, біологічна система, транспортний засів, створюючи діаграму, модель, симуляцію чи прототип
3A-C-4-16	Описує кроки, необхідні для виконання комп’ютером коду високого рівня (наприклад, компіляція машинною мовою, інтерпретація, цикл отримання-декодування-виконання)
3A-D-5-17	Створює інформаційні моделі, що моделюють реальні системи (екосистеми, епідемії, поширення ідей)
3A-D-5-18	Виконує перехід між двійковим, десятковим та шістнадцятковим представленням даних (наприклад, переводить шістнадцяткові колірні коди у десяткові відсотки, представлення ASCII/Unicode)
3A-D-4-19	Аналізує компроміси представлення у різних формах цифрової інформації (стиснення з втратами/без втрат, зашифроване/відкрите, різні графічні формати)
3A-D-3-20	Обговорює прийоми, що використовуються для зберігання, обробки та пошуку різних обсягів інформації (файли, бази даних, сховища даних)
3A-D-3-21	Застосовує базові прийоми пошуку та збору малих та великих обсягів наборів даних (наприклад, створення та поширення опитувань користувачів, доступ до реальних наборів даних)
3A-I-2-22	Веде дебати на тему соціальних та економічних наслідків, пов’язаних з етичними та неетичними практиками використання ІТ (наприклад, право інтелектуальної власності, хакерство, піратство, скандал з тестуванням дизельних викидів, встановлення шкідливих програм на комп’ютер при продажу)
3A-I-7-23	Порівнює та протиставляє доступ до інформації та право поширення
3A-I-7-24	Обговорює наслідки збирання та масштабного аналізу інформації про людей (наприклад, як бізнес, соціальні медіа та урядові організації збирають та використовують персональні дані)
3A-I-7-25	Описує, як інформатика схожа із мистецтвом та музикою, перетворюючи ідею людини на артефакт
3A-I-1-26	Порівнює та веде дебати щодо позитивного та негативного впливу ІТ на поведінку та культуру (наприклад, еволюцію автостопу в програми для пошуку попутників, онлайнові сервіси пошуку оренди житла)
3A-I-1-27	Демонструє, як ІТ уможливлюють нові форми досвіду, вираження, спілкування та співпраці
3A-I-1-28	Пояснює вплив цифрового розриву (тобто нерівного доступу до ІТ, інформатичної освіти та інтерфейсів) на доступ до критичної інформації
3A-I-6-29	Вносить зміни в інтерфейси користувача (наприклад, сайтів, мобільних застосунків, анімацій) з метою інклюзивності та доступності, мінімізуючи вплив, властивий схильностям дизайнера
3A-N-7-30	Описує ключові протоколи та процеси, які лежать в основі Інтернет-сервісів (наприклад, http/https та SMTP/IMAP, протоколи маршрутизації)
3A-N-4-31	Ілюструє базові складники комп’ютерних мереж (наприклад, малює логічні та топологічні діаграми мереж, що містять роутери, свічі, сервери та пристрої користувачів; створює моделі з ниток та паперу)
3A-N-1-32	Порівнює та протиставляє різні точки зору на кібербезпеку (наприклад, з перспективи експертів з безпеки, захисників конфіденційності, уряду)
3A-N-3-33	Пояснює принципи інформаційної безпеки (конфіденційність, цілісність, доступність) та методів аутентифікації
3A-N-3-34	Використовує прості алгоритми кодування-декодування для передавання та отримання закодованого повідомлення
3A-N-6-35	Визначає цифрові та фізичні стратегії убезпечення мереж та обговорює компроміси між легкістю доступу та потребою в безпеці

11-12 клас (лише для тих, хто вибрав відповідний напрям навчання)

3В-A-2-1	Використовує системи контролю версій, інтегровані середовища розробки (IDE), та інструменти та методи співпраці (документації коду) в груповому проекті розробки програми
3В-A-2-2	Демонструє процеси циклу розробки програми (наприклад спіральна, водоспад), беручи участь у командах розробки програм (наприклад, громадський проект з реальними клієнтами)
3В-A-7-3	Змінює існуючу програму для додавання функціональності та дискутує щодо бажаних та небажаних наслідків (наприклад, погіршення роботи інших функцій)
3В-A-7-4	Пояснює проблеми безпеки, які можуть загрожувати програмі (наприклад, циклічні посилання, нечіткі виклики програми, нестача перевірки помилок та розміру файлів)
3В-A-7-5	Порівнює різні мови програмування та вказує на можливості, які роблять їх корисними для вирішення різних задач та розробки різних типів систем (наприклад, декларативні, логічні, паралельні, функціональні, компільовані, інтерпретовані, реального часу)
3В-A-7-6	Описує, як штучний інтелект керує багатьма програмними та фізичними системами (наприклад, автономні роботи, комп’ютерне бачення, розпізнавання шаблонів, аналіз тексту)
3В-A-5-7	Виконує декомпозицію задачі, розробляючи нові типи даних, функції чи класи
3В-A-5-8	Демонструє повторне використання коду, створюючи програмні рішення на основі бібліотек та API (наприклад, графічні бібліотеки, API карт)
3В-A-5-9	Реалізує алгоритм штучного інтелекту в грі проти опонента-людини або для вирішення задачі
3В-A-5-10	Розробляє програму для кількох платформ (наприклад настільний комп’ютер, веб, мобільний пристрій)
3В-A-4-11	Критично аналізує класичні алгоритми (наприклад, сортування, пошуку) та використовує їх у різних контекстах, адаптуючи при потребі
3В-A-4-12	Оцінює алгоритми (наприклад, сортування, пошуку) у контексті ефективності, правильності та зрозумілості
3В-A-7-13	Порівнює та протиставляє базові структури даних та їх застосування (наприклад, списки, карти, масиви, стеки, черги, дерева, графи)
3В-A-5-14	Веде дискусію щодо проблем, які виникають при розбиванні масштабних задач на частини, які повинні одночасно оброблятись різними системами (наприклад, хмарні обчислення, паралелізація, узгодженість)
3В-A-3-15	Наводить приклади обчислювально вирішуваних та складно вирішуваних задач
3В-A-3-16	Пояснює цінність евристичних алгоритмів (методів виявлення) для приблизного рішення складно вирішуваних задач
3В-A-3-17	Виконує декомпозицію масштабної обчислювальної задачі, визначаючи шаблони узагальнення та використовуючи їх у рішенні
3В-A-3-18	Ілюструє порядок виконання рекурсивного алгоритму
3В-A-3-19	Описує, як паралельна обробка може використовуватися для вирішення великих задач (наприклад, пошук радіосигналів позаземних цивілізацій SETI@home, онлайн-головоломка про фолдинг білків Foldit)
3В-A-3-20	Розробляє та використовує серії тестових випадків для перевірки того, що програма працює відповідно до проектних специфікацій
3В-A-6-21	Оцінює ключові характеристики програми (наприклад правильність, юзабіліті, читабельність, ефективність, портативність, масштабованість) у такому процесі як огляд коду
3В-C-7-22	Пояснює роль операційної системи (наприклад, як програми зберігаються у пам’яті, як організовані дані, як відбувається пошук, як керують процесами та багатозадачністю)
3В-C-7-23	Визначає функціональність різних категорій апаратних складових та комунікації між ними (наприклад, фізичні рівні, логічні схеми, чіпи, пристрої введення та виведення)
3В-D-4-24	Використовує аналіз даних для визначення значимих шаблонів у складних системах (наприклад, взяти існуючий набір даних та зрозуміти його)
3В-D-4-25	Дискутує щодо того, як послідовності даних (двійкові, шістнадцяткові, вісімкові) можуть бути подані у різноманітних формах (інструкції, числа, текст, звук, зображення)
3В-D-4-26	Оцінює придатність моделей та симуляцій для формулювання, вдосконалення та тестування гіпотез
3В-D-4-27	Визначає математичні та обчислювальні шаблони в ході моделювання та симуляцій (наприклад, регресію, Ренге-Кутта, теорію черг, симулювання дискретних подій)
3В-D-1-28	Використовує різні методи збору даних для різних типів задач (наприклад GPS мобільних пристроїв, опитування користувачів, сенсори вбудованих систем, відкриті набори даних, набори даних соціальних медіа)
3В-D-3-29	Досліджує політики безпеки, реалізовуючи та порівнюючи стратегії кодування та аутентифікації (наприклад, безпечне кодування, захисні ключі)
3В-I-7-30	Розробляє критерії оцінки переваг та негативних впливів комп’ютерних інновацій на людей та суспільство
3В-I-5-31	Обирає, стежить та робить внесок у глобальну співпрацю при розробці інформаційного продукту (наприклад, робить внесок у виправлення помилки у відкритому проекті на GitHub).
3В-I-1-32	Проектує та реалізує дослідження, яке оцінює чи прогнозує, як ІТ змінили певні аспекти культури, і як вони можуть розвиватись (наприклад, освіту, охорону здоров’я, мистецтво, розваги, енергетику)
3В-I-1-33	Бере участь у дебатах щодо законів та правил, які впливають на розробку та використання програмних засобів
3В-I-1-34	Оцінює вплив капіталу, доступності та впливовості на розподіл обчислювальних ресурсів у глобальному суспільстві
3В-N-4-35	Моделює та обговорює проблеми (наприклад, пропускна здатність, завантаженість, затримки, топологія), які впливають на функціональність мережі (наприклад, використовуючи мережеві симуляції)

Джерело: https://www.csteachers.org/page/CSTA_Standards