Какого направления в теме алгоритмы формализация программирование нет в программе начальной школы
Программирование с каждым годом занимает все большую роль во всех сферах человеческой жизни. В этой статье мы зададимся вопросом методики преподавания информатики для детей в начальной школе.
Существуют два подхода к обучению детей программированию: использование методов визуального программирования, например, Scratch или обучение текстовым языкам программирования, например Pascal ABC . NET , Python .
Казалось бы ответ очевиден: в младшей школе дети еще совсем маленькие, для них интересно играть, поэтому однозначно необходимо выбирать Scratch , учить при помощи визуальных образов создавать игрушечные программы, писать игры. И все бы было хорошо, если бы при помощи Scratch можно было сдавать хотя бы ОГЭ. Но нет, старшая школа требует навыков владения текстовыми языками программирования. И тут перед педагогом встает вопрос, когда с визуального программирования перевести ребенка на текстовый язык с минимальными усилиями для педагога.
На наш взгляд, чем раньше, тем лучше. Добавлю, что как показывает опыт, лучше сразу начинать с Pascal ABC . NET . Почему с него? Во-первых, pascal создавался как раз для того, чтобы учить программировать. Язык имеет очень строгую структуру, строгую типизацию данных. Ребенок сразу окажется в ситуации, когда можно думать, нужно решать интересные задачи.
Можно начать с игр, с программирования текстовых игр и с каждым уроком чуть-чуть игры усложнять. Предположим, на первом уроке вы разучиваете базовую структуру программы на pascal , пишите программу, которая выводит хотя бы одну фразу, например, Game Over . Дальше продолжить, написать игру, которая будет угадывать число. Сначала с одной попытки, потом с двух, потом с трех, а потом уже с неограниченного количество. Вот, таким образом мы написали простой алгоритм, а сколько всего на такой программе научились делать: ввод/вывод, условные операторы, циклы.
Далее можно чуть усложнять и усложнять. Писать телеграф, одновременно объединяя урок программирования и урок истории, учить выводить фигуры при помощи компьютера, а как только этому получится научить, то можно писать змейку, тетрис, аэрохоккей.
Как показывает многолетний опыт преподавания программирования, все начинается с идее. Если ребенку интересно, то его легко научить, если неинтересно, то никакими двойками заставить ребенка что-то сделать неудастся. А как ребенка заинтересовать, замотивировать, вот это и есть задача педагога.
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
Видеолекции для
профессионалов
- Свидетельства для портфолио
- Вечный доступ за 120 рублей
- 311 видеолекции для каждого
Устюжанина Н.В.
МАОУ гимназия №18
г. Нижний Тагил, Россия
ОБУЧЕНИЕ АЛГОРИТМИЗАЦИИ И ПРОГРАММИРОВАНИЮ В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ
Аннотация
Ключевые слова: информатика, программирование, начальная школа, Code .
Ustyuzhanina N.V.,
gymnasium № 18
Nizhny Tagil, Russia
TRAINING ALGORITHMS AND PROGRAMMING IN PRIMARY SCHOOL
Abstract
Keywords: Informatics, programming, Primary School , Code .
Согласно Федеральному образовательному стандарту начального общего образования важными целями математического образования являются: формирование у обучающихся основ логического и алгоритмического мышления, умений записи и выполнения алгоритмов; умений действовать в соответствии с алгоритмом и строить простейшие алгоритмы; исследовать, распознавать и изображать геометрические фигуры; работать со схемами, представлять, анализировать и интерпретировать данные [6].
Вопросы обучения детей основам программирования в научной и научно-методической литературе обсуждаются учеными, учителями и специалистами в области информационных технологий. Рассматривая программирование, как общение с компьютером на языке понятном ему, исследователи поддержали идею обучения детей программированию с раннего возраста. Однако, информатика сегодня в начальной школе разделена на технологический компонент, который изучается в рамках дисциплины «Технология», и теоретический компонент, вынесенный на уроки математики [3, 154]. Мы придерживаемся мнения, что информатика не должна ни сводиться к технологии, ни преподаваться как один из разделов математики. Это означает, что помимо информационных технологий, информационного моделирования и математических основ теории информации должно изучаться и программирование. Ввести курс «Информатики» можно при поддержке администрации школы за счет вариативной части стандартов второго поколения.
В то же время, при обучении раннего программирования возникает другая проблема: учащиеся начальных классов не могут запоминать сложные команды, длинные коды, написанные, как правило, на иностранном языке (который они только начинают изучать). Для решения данного противоречия необходим язык программирования близкий к образу мышления детей, содержащий команды для работы с интересными и понятными для них объектами, но в то же время, дающий прочную основу для изучения других языков программирования.
В 80-е годы прошлого века одни из основоположников теории искусственного интеллекта, создатели языка Logo Сеймур Пейперт и Алан Кей указывали, что средства, которые существенно меняют способы мышления, должны быть доступны ребенку как можно раньше [5].
С осенью 2014 года основы программирования начали изучать в школах Великобритании. Учащиеся начальных классов британских школ с помощью таких программных обеспечений, как MIT’s Scratch, Kodu, Logo учатся создавать простые программы по блокам, а в одиннадцать лет учащиеся должны иметь представление о базовых алгоритмических структурах и использовать их при создании учебных программ [2]. Финский проект Koodi 2016, учебные планы ряда таких стран, как Южная Корея, Эстония, Франция, Австралия также предполагают обучение детей основам программирования с начальных классов.
В таких средах процессе изучения программирования формируются специфические «функциональные мозговые органы». И очень важно, что эти «органы» формируются в общении и предметной деятельности ребенка [4]. Среда программирования – представляет переходные объекты, который служат метафорами, с помощью которых учащиеся превращают опыт телесных манипуляций с вещами (поворот направо, шаг вперед и другие) в понятийные обобщения и абстракции, что важно в младшем школьном возрасте, когда умственная деятельность не отделена от моторной деятельности субъекта.
Первая и важная особенность – игровая форма обучения. Работа учащихся в среде представляет собой онлайн-игру, в процессе прохождения которой дети знакомятся с основами программирования. Во время игры дети управляют зомби, пчелкой, художником или фермером, которые перемещаются по игровому полю и выполняют задания. Для этого игрок должен составить цепочку команд, а затем запустить их на выполнение. Перед каждым уровнем даются подсказки, все задания имеют визуальную и звуковую окраску. Данная характеристика среды призвана решить главную проблему при обучении программирования является – мотивация к изучению новой и сложной области.
Другая особенность среды – двойное представление алгоритма – в виде блочного визуального языка и на языке javascript . Программирование исключает написание текста и производится простым перетаскиванием элементов из палитры. Чтобы программа заработала, достаточно написать несколько строчек кода, которые должны быть выполнены после нажатия на кнопку «выполнить». Наглядное отображение и интерактивное исполнение позволяет ученику видеть поэтапное выполнение алгоритма, дает возможность анализировать и корректировать алгоритм.
Третья характеристика среды – последовательность и системность в освоении возможностей языка программирования. Данный сайт содержит несколько курсов рассчитанных на разные возрастные группы: от изучения простых команд для детей четырех лет, до работы с циклами, переменными процедурами и функциями, ориентированных на учащихся 16-18 лет и старше.
Для педагога (после предварительной регистрации) предусмотрены возможности создания классов, назначения им соответствующих курсов и дальнейший мониторинг успеваемости учащихся (рис.1).
Рис. 1 Классы с указанием курса и количества учащихся
В качестве пароля для учащихся начальной школы можно использовать картинку (рис. 2), для более старшего возраста – кодовое слово.
Рис. 2 Данные об учениках класса
После формирования классов педагога имеются ссылки для входа учащихся на сайт. Перейдя по ссылке, ученики видят фамилии своих одноклассников, находят свою и выбирают кодовую картинку. Кроме того на ресурсе появилась новая возможность – добавить друга при входе в курс. Данная возможность очень удобна при недостаточном количестве компьютеров в классе.
На уроках во 2 классе рекомендуется использовать первый курс. Желательно выполнять предлагаемые задания в начале учебного года, когда учащиеся только начинают знакомиться с компьютером. Задания третьего этапа направлены на работу с мышкой и составление картинок (Рис. 3).
Рис. 3. Пример задания начального курса.
На следующих этапах дети знакомятся с составлением алгоритмов для различных персонажей (Рис. 43).
Рис 4. Пример задания 1 курса.
В 3 и 4 классе можно переходить ко 2 и 3 курсам. На данном этапе команды в виде стрелок заменяются на команды, написанные на русском языке (Рис. 5). Выполняя задания на данных курсах учащиеся изучают линейные алгоритмические структуры, структуры ветвления и циклические структуры. При освоении этих курсов в средней школе можно рассмотреть функции и процедуры.
Рис. 5. Пример выполнения линейного алгоритма.
Каждый курс состоит из нескольких этапов. Например, курс 2 состоит из 19 этапов. На каждом этапе задания можно условно разделить на 4 фазы формирования алгоритмического стиля мышления:
1. Введение алгоритма: актуализация знаний, открытие алгоритма учащимися, освоение основных шагов алгоритма (рис. 6).
Рис. 6. Знакомство с командами исполнителя.
2. Усвоение алгоритма: отработка отдельных операций, входящих в алгоритм и усвоение их последовательности (рис. 7).
Рис.7. Отработка операций
3. Применение алгоритма: отработка алгоритма в знакомой и незнакомой ситуациях.
Рис.8. Составление алгоритма в новой усложненной ситуации
Обучение алгоритмизации и программированию подразумевает не только создание, но и применение алгоритма. Как показывает практика, дети не сразу могут это делать, для многих из них применение алгоритма является серьезной проблемой. В связи с этим мы уделяем достаточное количество времени работе парами с проговариванием каждого шага вслух. Так как все выполненные задания сохраняются в профиле ученика, мы рекомендуем использовать наиболее успевающих учеников в качестве экспертов-консультантов для помощи отстающим ребятам. Подобная работа повышает не только успеваемость всего класса, но и создает дополнительные стимулы для мотивации учащихся.
Таким образом, среда Code позволяет учащимся младшего школьного возраста знакомиться с основами алгоритмизации и программирования в процессе игры со знакомыми им героями, изучать сложную тему и готовиться к изучению программирования.
Литература
Дженжер В. О. Место программирования в курсе информатики начальной школы // Вестник ОГУ. 2010. №9 (115), стр. 154-159
Леонтьев А.Н., Проблемы развития психики, М., Изд-во МГУ, 1981 г., с.214-218
Пейперт С. Переворот в сознаний: Дети, компьютеры плодотворные идеи: Пер. с англ./под. ред. А.В. Беляевой, В.В. Леонаса. – М.: Педагогика, 1989. – 224с.
Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования от 17.12.2010 г. № 1897. 50 с.
В соответствии с общей структурой школьного образования (начальная, основная и профильная) сегодня выстраивается многоуровневая структура предмета «Информатика и ИКТ». Начальный курс (2-4-й классы) во многих школах изучается интегративно в рамках других учебных предметов. Основной курс (5-9-й классы) и профильный курс (10-11-й классы) изучаются как отдельный предмет.
Профильный курс изучения основ программирования предполагает развитие объектного стиля мышления на базе изучения объектно-ориентированных языков программирования. Задача основного курса - изучение основ алгоритмизации и программирования, являющихся подготовительным этапом к профильному курсу. На этом этапе возможно развитие алгоритмического, логического мышления учеников, а также формирование операционного типа мышления.
В связи со спецификой этапа основного образования как самого продолжительного в структуре основного курса информатики выделяются две последовательные части: вводная (5-6-й классы), одной из целей которой является пропедевтика понятий базового курса информатики, и базовая (7-9-й классы) [1].
К настоящему времени в школьной информатике имеются значительные учебно-методические наработки для разных возрастных групп учащихся, изданы учебники и учебные пособия.
Методика обучения основам алгоритмизации и программирования представлена в рамках курсов широко известных авторских коллективов:
Рассмотрим подробнее курсы этих авторов.
«Алгоритмика», авторы Звонкин А.К., Ландо С.К. и др., 5-7-й классы
Основной целью курса является формирование у школьника основ алгоритмического мышления. Под способностью алгоритмически мыслить понимается умение решать задачи различного происхождения, требующие составления плана действий для достижения желаемого результата. Курс рассчитан на обучение в течение одного года для безкомпьютерного варианта обучения. В комплект входит интерактивный задачник «Алгоритмика 2.0». При проведении курса с использованием компьютера целесообразно увеличить время обучения в 1,5 раза.
Обучение школьников основам алгоритмического мышления базируется на понятии Исполнитель. Главные действующие лица программы – исполнители: Робот, Черепаха, Водолей, Кузнечик и другие. Каждый из них понимает несколько простых команд, с помощью которых ими можно управлять. В каждой конкретной задаче требуется заставить исполнителя совершить те или иные действия. Так, Роботу может быть дано задание пройти лабиринт, обходя препятствия и закрашивая по пути отмеченные заранее клетки, Черепахе – нарисовать сложную фигуру, Водолею – отмерить нужное количество воды, имея только емкости определенного размера. Решение задачи, как правило, заключается в составлении программы для исполнителя. Исполнители курса традиционны. Исключение составляет Исполнитель Директор строительства. То одна из первых попыток познакомить школьника с понятием параллельного программирования.
Общая схема подачи материала в курсе следующая: от частного к общему, от примера к понятию. В курсе осваиваются понятия Исполнитель, среда Исполнителя, система команд, алгоритм, цикл; рассматриваются задачи всех алгоритмических конструкций без использования переменных.
Изучение данного курса развивает: ясность и четкость мышления; способность предельно уточнять предмет мысли; внимательность, аккуратность, обстоятельность, убедительность в суждениях; умение абстрагироваться от конкретного содержания и сосредоточиться на структуре своей мысли [2].
УМК «Информатика», авторы Тур С.Н., Бокучава Т.П., 5-6-й классы
Данный курс является продолжением курса «Информатика» 2-4-й классы. В комплект входит компьютерная поддержка уроков – пакет программных средств «Страна «Фантазия» Плюс» для проведения занятий на компьютере.
В 5-м классе предполагается выделение 16 часов на изучение тем алгоритмы и исполнители. Рассматриваются все типы алгоритмических конструкций, их словесное описание и запись в виде блок-схем. Основные исполнители: Чертежник – строит фигуры по координатам, Колобок – движется по клетчатому полю и по команде оставляет цветок в клетке, Робик – знает алфавит, умеет считать, выполнять арифметические действия, сравнивать числа в массиве заданного размера и др. Решение задач заключается в составлении алгоритмов в словесной форме записи, в виде блок-схем, а также написании программ исполнителям.
В 6-м классе предполагается выделение 8 часов на изучение тем Visual Basic – переменные и постоянные величины, элементы управления, линейные алгоритмы, алгоритмы с ветвлением, алгоритмы с циклами и создание простых проектов.
Данный курс способствует развитию алгоритмического мышления, развивает умение читать алгоритмы по их блок-схемам, умение составить алгоритм для различных жизненных ситуаций и анализировать обстоятельства.
УМК по курсу Информатика и ИКТ, автор Босова Л.Л., 5-й, 6-й, 7-й классы
В данном курсе изучение тем алгоритмики и программирования планируется в 6-м, 7-м классах.
В 6-м классе выделено 9 часов на изучение понятий алгоритм, исполнитель, система команд исполнителя, линейного алгоритма, алгоритма ветвления и циклического алгоритма в безкомпьютерном варианте с использованием заданий в рабочей тетради. Также в курсе рассматриваются задачи построения различных фигур графическими исполнителями DRAW, LINE, CIRCLE в среде программирования QBasic.
В 7-м классе выделено 7 часов на изучение тем алгоритмики. Рассматриваются традиционные исполнители Чертежник и Робот. Вводится понятие вспомогательных алгоритмов, рассматриваются алгоритмические конструкции цикл повторить n раз, цикл «пока», ветвление.
Данный курс способствует развитию алгоритмического мышления, позволяет подготовить учащихся к дальнейшему изучению среды программирования QBasic.
УМК «Информатика и ИКТ. Начальный уровень», авторский коллектив под редакцией профессора Макаровой Н.В., 5-й, 6-й классы
В 5-м классе данного курса рассматриваются понятия алгоритма, последовательного (линейного) и циклического алгоритмов. Данные понятия изучаются на примерах построения графических объектов в прикладной среде Paint. В каждой конкретной задаче разрабатывается алгоритм и в соответствии с ним создается графический объект. На изучение данной темы выделяется 10 часов.
В 6-м классе изучается курс программирование и моделирование в среде ЛогоМиры. Целью этого курса является развитие алгоритмического и логического мышления, творческого потенциала учащихся. Учащиеся осваивают азы программирования, выполняя сюжетные задания.
Учащиеся знакомятся с понятием команды и входных параметров, понятием программы и организацией конечного цикла в среде ЛогоМиры, исполнителем среды Черепашкой, основными объектами среды: бегунками, кнопками и др., датчиками, определяющими состояние Черепашки, датчиком случайных чисел. Среда ЛогоМиры представляет возможность моделировать движение Черепашки, создавать анимационные проекты. Мультимедийные возможности ЛогоМиров позволяют создавать проекты с мультипликацией, видеофрагментами и звуковым сопровождением. Изучение данной темы требует 24 часа.
Курс развивает алгоритмическое мышление, умение составлять алгоритмы и позволяет увидеть их реализацию, способствует повышению творческого потенциала учащихся.
УМК «Информатика и ИКТ. Базовый уровень», авторский коллектив под редакцией профессора Макаровой Н.В., 7-9-й классы
Курс базового уровня является продолжением начального уровня 5-го, 6-го классов. В зависимости от выделенных часов на курс Информатика и ИКТ возможны различные варианты изучения тем алгоритмизации и программирования. При двухчасовом курсе на протяжении 3 лет предполагается изучение темы «Основы алгоритмизации» на базе языков Паскаль или Visual Basic в объеме 17 часов и темы «Среда программирования» ЛогоМиры в объеме 14 часов.
В теме «Основы алгоритмизации» рассматриваются темы: понятие алгоритма, свойства алгоритмов, линейный алгоритм, циклический алгоритм, разветвляющийся алгоритм, вспомогательный алгоритм, назначение процедуры, представление алгоритма в виде блок-схемы, стадии создания алгоритма.
Изучая тему «Программирование» в среде ЛогоМиры, учащиеся знакомятся с инструментарием среды; с программами для реализации типовых конструкций алгоритмов (последовательного, циклического, разветвляющегося); с понятиями процедуры и модуля, процедуры с параметрами; с функциями; с инструментами логики при разработке программ.
Методика разработки простейших программ в среде ЛогоМиры позволяет развить у школьников навыки решения задач с применением алгоритмического, системного и объектно-ориентированного подходов к решению задач; формирует алгоритмическое и логическое мышление; способствует развитию интереса школьников к обучению и повышению их творческого потенциала.
УМК «Информатика. Базовый курс», авторы Семакин И.Г., Залогова Л.А. и др., 7-9-й классы
Спецификой данного курса является его построение по двухуровневому принципу: 1 уровень - материал, соответствующий минимальному содержанию базового курса, 2 уровень - дополнительный материал, расширяющий содержание разделов первого уровня, используется при изучении курса по углубленному варианту. Этот принцип построения курса характерен и для темы «алгоритмизация и программирование». Соответственно, планирование данной темы соответствует 16 и 42 часам изучения.
В основе базового варианта изучения основные понятия алгоритма, его свойств, исполнителя, его систем команд рассматриваются с использованием алгоритмического языка – (АЯ). Изучаются темы: язык блок-схем, линейные, ветвящиеся и циклические алгоритмы, вспомогательные алгоритмы, метод пошаговой детализации. Также кратко изучаются языки программирования высокого уровня (ЯПВУ).
Углубленный уровень предполагает дополнительное изучение темы «Логическое программирование» на языке Пролог, а также программирование на языке программирования высокого уровня Паскаль.
В курсе предполагается решение большого количества задач, позволяющих усвоить учащимися основы алгоритмизации и программирования на высоком уровне. Задачник-практикум дает обширный материал для организации практической работы на уроках и домашней работы учащихся. Большое число разнообразных заданий предоставляет учителю возможность варьировать содержание курса по времени и уровню сложности.
При изучении данного курса учащиеся смогут: выполнять трассировку заданных простых алгоритмов; строить блок-схемы несложных алгоритмов; использовать школьный алгоритмический язык для описания алгоритмов;работать с готовой программой на одном из языков программирования высокого уровня; составлять несложные программы решения вычислительных задач; осуществлять отладку и тестирование программы.
В данном курсе в 9-м классе предполагается изучение темы «Основы алгоритмизации и объектно-ориентированного программирования» в среде Visual Basic в объеме 14 часов. Учащиеся изучают объекты среды, свойства, методы, события; рассматривают событийные и общие процедуры, операторы ветвления, выбора, цикла; знакомятся с понятиями переменная, арифметические, строковые и логические выражения.
При изучении данного курса учащиеся смогут объяснить структуру основных алгоритмических конструкций и использовать их для построения алгоритмов; определить основные типы данных и операторы; разработать и записать на языке программирования типовые алгоритмы; создавать проекты с использованием визуального объектно-ориентированного программирования.
Объектно-ориентированный подход к решению задач позволяет сформировать у учащихся объектный стиль мышления и способствует подготовке учащихся к дальнейшему изучению среды программирования Visual Basic.
«Информатика», авторы Гейн А.Г., Сенокосов А.И., Шолохович В.Ф., 7-9-й классы
Большая часть курса посвящена изучению темы алгоритмизации, которая включает в себя подтемы: понятия алгоритма и исполнителя, переменная в алгоритмах и типы данных.
Основные понятия курса изучаются с использованием Исполнителя «Паркетчик». Среда Паркетчика – лист бумаги в клетку, перемещаясь по клеткам, Паркетчик выкладывает квадратные паркетные плитки разного цвета. Все программы с условным оператором, со сложным условием, с циклом, с переменной пишутся для этого исполнителя.
В курсе также рассматриваются метод нисходящего проектирования программ, реккурентные соотношения, задачи планирования, символьные переменные, массивы. Задачи курса описаны на понятном учащимся языке.
Учащиеся знакомятся со способами представления алгоритмов; основными алгоритмическими конструкциями (ветвления, циклы и т. д.), правилами их записи и особенностями исполнения; системами допустимых действий учебных исполнителей алгоритмов; основными способами организации данных.
Изучение данного курса дает возможность учащимся: составлять и записывать алгоритмы для учебных исполнителей с использованием соответствующих алгоритмических конструкций; составлять протоколы исполнения алгоритмов; распознавать необходимость применения той или иной алгоритмической конструкции при решении задачи; использовать готовые вспомогательные алгоритмы при создании нового алгоритма; организовывать данные для эффективной алгоритмической обработки.
Основным критерием выбора курса изучения темы «Алгоритмизация и программирование» является не только содержание и методические приемы изучения, а также наглядность и простота изучения. Правильно организованное обучение с использованием среды программирования развивает алгоритмическое и логическое мышление в естественной для этого обстановке; дает опыт работы с разными моделями; знакомит с общими принципами и методами программирования, что позволяет учащимся адаптировать приобретенные навыки при освоении других программных сред.
Говоря о необходимости развития алгоритмического мышления ребенка, а также реализации его творческих способностей, следует признать, что для этого необходимо создать ему соответствующие условия и предоставить возможность участвовать в проектной деятельности. Некоторые из рассмотренных курсов предоставляют эту возможность в среде ЛогоМиры или Visual Basic.
Учитывая необходимость подготовки учащихся к изучению языков программирования высокого уровня или объектно-ориентированных языков в профильном курсе изучения информатики, начинать изучение темы «Алгоритмизация и программирование» в среде Visual Basic нецелесообразно.
Для изучения темы «Алгоритмизация и программирование» в базовом курсе школы наиболее подходящим является язык Лого, развивающий алгоритмическое, логическое и абстрактное мышление учащихся.
Выбор среды ЛогоМиры обоснован достоинствами языка Лого:
- близость синтаксиса к естественному языку;
- программа в языке Лого имеет четко выраженную структуру (процедуры, условные операторы и операторы цикла), в среде ЛогоМиры реализованы отдельные элементы объектно-ориентированного программирования;
- интерактивный режим;
- мультимедийные возможности.
Для изучения основ программирования с использованием языка Лого в базовом курсе школы в перечне допущенных учебников единственным является УМК авторского коллектива под редакцией профессора Макаровой Н.В. «Информатика и ИКТ», Начальный уровень 5-й, 6-й классы и Базовый уровень 7-9-й классы.
Соответственно для изучения данной среды может быть выбран курс авторского коллектива под редакцией профессора Макаровой Н.В. «Информатика и ИКТ» с 5-го по 7-й класс.
Тип урока: Учебное занятие изучения и первичного закрепления новых знаний.
Общедидактическая (предметная) цель: организовать деятельность учащихся по восприятию, осмыслению и первичному запоминанию новых знаний и способов деятельности.
- Познакомить учеников с понятиями “алгоритм действия”, “команда алгоритма”;
- Научить составлять и выполнять алгоритмы.
Методы обучения: Словесный, наглядный, элементы частично-поискового.
-
карта для путешествия;
- команды для составления алгоритма;
- раздаточный печатный материал из тетради 3 класса “Информатика в играх и задачах” по программе Горячева А.В. (упр. 3 изменено)
ФОПД: фронтальная, парная, групповая, индивидуальная.
Форма учебного занятия (нетрадиционная) – урок-путешествие.
1-й уровень: знать понятия “алгоритм”, “команда”, уметь определять правильный порядок выполнения шагов.
2-й уровень: знать понятия алгоритм, команда, уметь определять правильный порядок выполнения шагов, уметь выделять этапы действия.
3-й уровень: знать понятия алгоритм, команда, уметь определять правильный порядок выполнения шагов, уметь выделять этапы действия, уметь рассуждать по данной теме.
-
Мотивация.
- Актуализация субъектного опыта.
- Целеполагание.
- Организация восприятия.
- Организация осмысления.
- Организация первичного закрепления.
- Первичная проверка понимания (в ЗБР).
- Анализ.
- Рефлексия.
Данный открытый урок проводился в другой школе на чужом классе. С детьми я общалась всего 2 раза. Детям урок очень понравился. Комиссии тоже. Поэтому я предлагаю его вам. Сам урок переделан по-новому, только из тетради А.В. Горячева взяла печатный материал, где упражнение 3 переделала.
ПОВЕСИТЬ КАРТУ (Рисунок 1), НА КАРТУ РИСУНОК КОМПЬЮТЕРА, СВЕРХУ ЗАМОК НАРИСОВАННЫЙ, ЗАКРЫТЬ ШТОРКОЙ, РАЗДАТЬ ПЕЧАТНЫЙ МАТЕРИАЛ:
Ход урока
I. Организационное начало урока (2 мин.).
Всем доброе утро! Я рада вас видеть. Сегодня урок информатики у вас проведу я. Меня зовут Любовь Леонидовна. На уроке у нас присутствует очень много гостей. Посмотрите на них, улыбнитесь, улыбнитесь друг другу и посмотрите на меня. На уроке нам потребуется: ручка, цветные карандаши или фломастеры, карточки. Вы узнаете много нового.
II. Вместе с учителем в ходе беседы формулируют тему урока, ставят цели достижения учебной задачи (5 мин.).
Странно, нам пришло письмо (Приложение 2), вы хотите узнать, что в нём? Давайте его прочитаем. Кто может решить пример с объяснением? (Приложение 3). (Приложение 4) и (Приложение 5) (с одной стороны печатаются буквы, с другой цифры и разрезается)). (К детям лицом находятся цифры, те цифры, которые они получат в ответе решения примера, их нужно перевернуть и прочитать какое слово получится).
С какой планеты пришло письмо? Как вы думаете, какая тема нашего урока? (АЛГОРИТМ) А чему мы будем с вами учиться? Запомните цели нашего урока. Мы с вами будем учиться выделять этапы действия и составлять алгоритм.
На уроке Вы должны быть внимательны, собранны, сосредоточены.
III. Изучение нового материала (15 мин.).
Сегодня мы проведём необычный урок информатики. Ребята, мы отправимся в сказочное виртуальное путешествие на ЛЕТАЮЩЕЙ ТАРЕЛКЕ. А теперь закройте глазки. (ВКЛЮЧИТЬ МУЗЫКУ)
(ОТКРЫТЬ ШТОРКИ, ВЫКЛЮЧИТЬ МУЗЫКУ). Открываем глаза. Посмотрите, куда мы попали? Перед нами карта планеты АЛГОРИТМОВ. Но, что такое? Посмотрите, она закрыта на замок. Какой большой а мы попали.на закрыта на замок. замок. Вы хотите туда попасть? Чтобы открыть ворота надо отгадать трудную, очень трудную загадку. Слушайте меня внимательно:
Он рисует, он считает,
Проектирует заводы,
Даже в космосе летает,
И даёт прогноз погоды.Миллионы вычислений
Может сделать за минуту.
Догадайся, что за гений?
Ну, конечно же – … (КОМПЬЮТЕР)
А давайте-ка проверим, компьютер ли спрятался за воротами? Откроются ли ворота?
Посмотрите, на какую сказочную планету мы попали. Мы будем путешествовать вместе с жителями этой планеты Янтом и Бобом. Они помогут нам выполнить задания урока. У нашей планеты Алгоритмов есть 4 станции. Ну, как, постараемся выполнить задания? Мы с вами отгадали загадку про компьютер.
А теперь подумайте и скажите, что можно делать на компьютере? (с помощью компьютера дети могут играть, рисовать, компьютер может использоваться при создании мультфильма, рекламного ролика; для управления автомобилем, для проведения обследования на приёме у врача).
Как вы думаете, может ли компьютер сам без участия человека, захотеть порисовать или поиграть? А почему? (Компьютер не может действовать самостоятельно. Для управления его действиями человек составляет подробные задания – компьютерные программы).
А ещё компьютер может быть встроен внутри стиральной машины, фотокамеры, автомобиля, самолёта, космического аппарата.
Ребята посмотрите на картинку. Кто это? Правильно, робот. Обязательно внутри робота есть компьютер. Есть ли у робота мозг? Кто управляет действиями робота? (Робот – это машина. Мозга у него нет. Мозг есть у человека, у животных. Действиями робота управляет человек). Для робота, как и для компьютера, очень важно правильно составить задание.
Чтобы описать действия надо разбить его на части, а части называют шагами. Если робот часто выполняет одно и то же задание, то удобнее сохранить его – в особой электронной памяти робота. План действий (последовательность шагов) – это и есть алгоритм действия. Вы уже умеете действовать по плану. План действий – это АЛГОРИТМ. Например, пришить пуговицу, убраться в комнате, сложить двузначные числа, открыть дверь ключом, сделать бутерброд, распорядок дня. Кто может привести свой алгоритм?
Каждый шаг в алгоритме принято называть КОМАНДОЙ. В начале алгоритма принято записывать команду “НАЧАЛО”, а в конце – команду “КОНЕЦ”.
Мы пойдём на станцию № 1 которая называется “Сказочный лес”, а сопровождать нас будет робот Боб. Посмотрите внимательно на карту. Здесь растут цветы, фрукты. А деревьев мало, давайте каждый посадим дерево. Если каждый из нас посадит дерево, представьте, как зазеленеет планета.
1. Пронумеруй рисунки по порядку и составь задание для Боба: запиши команды алгоритма “Посади дерево”. (Упр.1) |
Давайте рассмотрим рисунки. Что на них нарисовано? Как пронумеруем действия?
(РАБОТА НА ДОСКЕ)
-
Начало
- Принеси лопату, лейку и саженец
- Выкопай ямку
- Поставь саженец в ямку
- Засыпь ямку землёй
- Налей воды в лейку
- Полей саженец
- Отнеси лопату и лейку
- Конец
Что получилось на доске? Что такое алгоритм? Алгоритм, какого действия получился? Из чего состоит алгоритм? Какая команда первая? Какая команда (последняя)? Мы справились с этим заданием? Чему вы научились, выполняя это задание? (разбивать действия на шаги, составлять алгоритм).
К нам в гости пришёл робот. Робот хочешь выполнить с нами физкультминутку? Встали все.
Раз подняться, потянуться,
Два согнуться, разогнуться,
Три в ладоши три хлопка,
Головою три кивка.
На четыре руки шире.
Пять руками помахать,
Шесть за парту сесть опять.
Давайте поиграем в игру “РОБОТ”. Проводим робота? Кто ему даст команды, чтобы он вышел за дверь?
IV. Первичная проверка понимания изученного (11 мин.).
Мы пойдём на станцию № 2, которая называется “Фруктовый сад”, а сопровождать нас будет инопланетянин Янт. Стр. 2
2. Почему заболел Янт? Найди на рисунках ошибки в его действиях. Объясни ему, как нужно есть банан: допиши алгоритм. (Упр. 2) |
Что нарисовано на картинках? Какие ошибки он допустил? (Ест банан вместе с кожурой; очистил банан, но ест кожуру, а не мякоть; не выбросил кожуру, куда полагается, поскользнулся и упал). Почему он заболел? Выполнять это задание будем в парах.
-
Начало
- Вымой руки
- Возьми банан
- Вымой банан
- Очисти банан
- Съешь очищенный банан
- Выбрось кожуру в урну (6 и 7 можно поменять местами)
- Конец
Чему вы научились, выполняя это задание? (Составлять алгоритм действия). Мы уже прошли 3 станции и научились … Можно ли идти дальше?
V. Закрепление новых знаний и способов действий (7 мин.).
Станция № 4 “В мире сказок”. А вот кто нас будет сопровождать? Посмотрим на стр. 4. задание № 4. Прочитаем про себя, что там написано.
Из какой сказки эти картинки? Что нарисовано на картинках? Читаем и выполняем алгоритм. Работаем индивидуально. Почему сделал так?
Чему вы научились, выполняя это задание? (ВЫПОЛНЯТЬ АЛГОРИТМ). Какой командой заканчивается любой алгоритм? (КОНЕЦ) Вот и время нашего путешествия заканчивается. Мы прошли все станции и успешно справились со всеми заданиями, предложенными жителями планеты Алгоритмов. Янт и Боб прощаются с нами. Полетим на нашей летающей тарелке обратно в класс. Закрываем глаза. (МУЗЫКУ ВКЛЮЧИТЬ, ЗАКРЫТЬ ШТОРЫ). Открываем глаза.
VI. Подведение итогов урока и информация о домашнем задании (3 мин.).
В какую страну мы путешествовали? С какими героями познакомились? Что нового вы узнали сегодня на уроке и чему научились? (Сегодня вы узнали, что действие можно описать с помощью алгоритма, что алгоритм состоит из команд, учились составлять и выполнять алгоритмы.)
Какие цели мы ставили в начале урока? Выполнили задуманное? Молодцы, нам удалось выполнить цели урока, потому что вы были внимательны, сосредоточены и активны.
- поиграть на перемене в игру РОБОТ;
- составить алгоритм по управлению роботом и на перемене поиграть в игру “РОБОТ”;
- составить свой алгоритм любого действия.
VII. Рефлексия (2 мин.).
Ребята у вас у каждого на столах лежит по 2 человечка. Один оранжевый (ПОКАЖИТЕ), который обозначает радость, успех, удовольствие, интерес. А другой – зелёный (ПОКАЖИТЕ), обозначает трудности, преграды. Если вам на уроке было интересно, легко, понятно, то возьмите в руки оранжевого человечка. А если трудно и что-то осталось непонятно, то зелёного. Поднимите над головой и возьмите его на память.
Похожие темы научных работ по наукам об образовании , автор научной работы — Устюжанина Н.В.
Концепция программы пропедевтического курса информатики в учреждении дополнительного образования детей
TRAINING ALGORITHMS AND PROGRAMMING IN PRIMARY SCHOOL
Текст научной работы на тему «Обучение алгоритмизации и программированию в начальной школе»
МАОУ гимназия №18 г. Нижний Тагил, Россия
ОБУЧЕНИЕ АЛГОРИТМИЗАЦИИ И ПРОГРАММИРОВАНИЮ В
Ключевые слова: информатика, программирование, начальная школа, Code.
Ustyuzhanina N. V.,
gymnasium № 18 Nizhny Tagil, Russia
TRAINING ALGORITHMS AND PROGRAMMING IN PRIMARY
Keywords: Informatics, programming, Primary School, Code.
Согласно Федеральному образовательному стандарту начального общего образования важными целями математического образования являются: формирование у обучающихся основ логического и алгоритмического мышления, умений записи и выполнения алгоритмов; умений действовать в соответствии с алгоритмом и строить простейшие алгоритмы; исследовать, распознавать и изображать геометрические фигуры; работать со схемами, представлять, анализировать и интерпретировать данные [6].
Вопросы обучения детей основам программирования в научной и научно-методической литературе обсуждаются учеными, учителями и специалистами в области информационных технологий. Рассматривая программирование, как общение с компьютером на языке понятном ему, исследователи поддержали идею обучения детей программированию с раннего возраста. Однако,
информатика сегодня в начальной школе разделена на технологический компонент, который изучается в рамках дисциплины «Технология», и теоретический компонент, вынесенный на уроки математики [3, 154]. Мы придерживаемся мнения, что информатика не должна ни сводиться к технологии, ни преподаваться как один из разделов математики. Это означает, что помимо информационных технологий, информационного моделирования и математических основ теории информации должно изучаться и программирование. Ввести курс «Информатики» можно при поддержке администрации школы за счет вариативной части стандартов второго поколения.
В то же время, при обучении раннего программирования возникает другая проблема: учащиеся начальных классов не могут запоминать сложные команды, длинные коды, написанные, как правило, на иностранном языке (который они только начинают изучать). Для решения данного противоречия необходим язык программирования близкий к образу мышления детей, содержащий команды для работы с интересными и понятными для них объектами, но в то же время, дающий прочную основу для изучения других языков программирования.
В 80-е годы прошлого века одни из основоположников теории искусственного интеллекта, создатели языка Logo Сеймур Пейперт и Алан Кей указывали, что средства, которые существенно меняют способы мышления, должны быть доступны ребенку как можно раньше [5].
С осенью 2014 года основы программирования начали изучать в школах Великобритании. Учащиеся начальных классов британских школ с помощью таких программных обеспечений, как MIT's Scratch, Kodu, Logo учатся создавать простые программы по блокам, а в одиннадцать лет учащиеся должны иметь представление о базовых алгоритмических структурах и использовать их при создании учебных программ [2]. Финский проект Koodi 2016, учебные планы ряда таких стран, как Южная Корея, Эстония, Франция, Австралия также предполагают обучение детей основам программирования с начальных классов.
В таких средах процессе изучения программирования формируются специфические «функциональные мозговые органы». И очень важно, что эти «органы» формируются в общении и предметной деятельности ребенка [4]. Среда программирования - представляет переходные объекты, который служат метафорами, с помощью которых учащиеся превращают опыт телесных
манипуляций с вещами (поворот направо, шаг вперед и другие) в понятийные обобщения и абстракции, что важно в младшем школьном возрасте, когда умственная деятельность не отделена от моторной деятельности субъекта.
Первая и важная особенность - игровая форма обучения. Работа учащихся в среде представляет собой онлайн-игру, в процессе прохождения которой дети знакомятся с основами программирования. Во время игры дети управляют зомби, пчелкой, художником или фермером, которые перемещаются по игровому полю и выполняют задания. Для этого игрок должен составить цепочку команд, а затем запустить их на выполнение. Перед каждым уровнем даются подсказки, все задания имеют визуальную и звуковую окраску. Данная характеристика среды призвана решить главную проблему при обучении программирования является - мотивация к изучению новой и сложной области.
Другая особенность среды - двойное представление алгоритма - в виде блочного визуального языка и на языке javascript. Программирование исключает написание текста и производится простым перетаскиванием элементов из палитры. Чтобы программа заработала, достаточно написать несколько строчек кода, которые должны быть выполнены после нажатия на кнопку «выполнить». Наглядное отображение и интерактивное исполнение позволяет ученику видеть поэтапное выполнение алгоритма, дает возможность анализировать и корректировать алгоритм.
Третья характеристика среды - последовательность и системность в освоении возможностей языка программирования. Данный сайт содержит несколько курсов рассчитанных на разные возрастные группы: от изучения простых команд для детей четырех лет, до работы с циклами, переменными процедурами и функциями, ориентированных на учащихся 16-18 лет и старше.
Для педагога (после предварительной регистрации) предусмотрены возможности создания классов, назначения им соответствующих курсов и дальнейший мониторинг успеваемости учащихся (рис.1).
Раздел Оценка Курс $ Ученики Login Info
23 S Курс 1 27 SQLSVZ V
2Б S Курс 1 11 QVWVZQ V
Рис. 1 Классы с указанием курса и количества учащихся
В качестве пароля для учащихся начальной школы можно использовать картинку (рис. 2), для более старшего возраста - кодовое слово. 2Б
Пршр^с: I Теисшыые ишшы I Т^: I ы/Си^сы I Рто)ес1ь I Пиима1р^1Ь си иник.у
Добавить несюпью учеников
Рис. 2 Данные об учениках класса
После формирования классов педагога имеются ссылки для входа учащихся на сайт. Перейдя по ссылке, ученики видят фамилии своих одноклассников, находят свою и выбирают кодовую картинку. Кроме того на ресурсе появилась новая возможность - добавить друга при входе в курс. Данная возможность очень удобна при недостаточном количестве компьютеров в классе.
На уроках во 2 классе рекомендуется использовать первый курс. Желательно выполнять предлагаемые задания в начале учебного года, когда учащиеся только начинают знакомиться с компьютером. Задания третьего этапа направлены на работу с мышкой и составление картинок (Рис. 3).
Рис. 3. Пример задания начального курса.
На следующих этапах дети знакомятся с составлением алгоритмов для различных персонажей (Рис. 43).
Рис 4. Пример задания 1 курса.
В 3 и 4 классе можно переходить ко 2 и 3 курсам. На данном этапе команды в виде стрелок заменяются на команды, написанные на русском языке (Рис. 5). Выполняя задания на данных курсах учащиеся изучают линейные алгоритмические структуры, структуры ветвления и циклические структуры. При освоении этих курсов в средней школе можно рассмотреть функции и процедуры.
Место сбора блоков: О Начать заново
прыгнуть СШтаСТ на И»1 пиксели
переместить ГШЯРп на ИЯ»1 пиксели
повернуть 1И|ШАЛ на Л градусов
прыгнуть на ИД пиксели
Рис. 5. Пример выполнения линейного алгоритма.
Каждый курс состоит из нескольких этапов. Например, курс 2 состоит из 19 этапов. На каждом этапе задания можно условно разделить на 4 фазы формирования алгоритмического стиля мышления:
1. Введение алгоритма: актуализация знаний, открытие алгоритма учащимися, освоение основных шагов алгоритма (рис. 6).
Рис. 6. Знакомство с командами исполнителя.
2. Усвоение алгоритма: отработка отдельных операций, входящих в
алгоритм и усвоение их последовательности (рис. 7).
Рис.7. Отработка операций
3. Применение алгоритма: отработка алгоритма в знакомой и незнакомой
Рис.8. Составление алгоритма в новой усложненной ситуации
Обучение алгоритмизации и программированию подразумевает не только создание, но и применение алгоритма. Как показывает практика, дети не сразу могут это делать, для многих из них применение алгоритма является серьезной проблемой. В связи с этим мы уделяем достаточное количество времени работе парами с проговариванием каждого шага вслух. Так как все выполненные задания сохраняются в профиле ученика, мы рекомендуем использовать наиболее успевающих учеников в качестве экспертов-консультантов для помощи отстающим ребятам. Подобная работа повышает не только успеваемость всего класса, но и создает дополнительные стимулы для мотивации учащихся.
Таким образом, среда Code позволяет учащимся младшего школьного возраста знакомиться с основами алгоритмизации и программирования в процессе игры со знакомыми им героями, изучать сложную тему и готовиться к изучению программирования.
3. Дженжер В. О. Место программирования в курсе информатики начальной школы // Вестник ОГУ. 2010. №9 (115), стр. 154-159
4. Леонтьев А.Н., Проблемы развития психики, М., Изд-во МГУ, 1981 г., с.214-218
5. Пейперт С. Переворот в сознаний: Дети, компьютеры плодотворные идеи: Пер. с англ./под. ред. А.В. Беляевой, В.В. Леонаса. - М.: Педагогика, 1989. -224с.
6. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования от 17.12.2010 г. № 1897. 50 с.
Читайте также: