Современные технологии обучения. Сущность программированного обучения. Единый государственный экзамен

На днях мне довелось провести практическое занятие по программированию для учеников десятого класса одного из харьковских лицеев. Шесть лет назад я читал курс программирования в политехе, но тогда на посвящение студентов в эту, не побоюсь сказать, науку у меня было целых два семестра времени на лекционные и лабораторные занятия. А здесь было всего от силы полтора часа, да и с таким юным контингентом я ещё не работал. «Ладно» , сказал я себе. И приступил к подготовке. Мне дали несколько задач, которые можно было бы порешать со школьниками. Первая из них занимала аж 70 строк индусского кода. Подготовил своё решение из 10 строк. Думал, «Сначала дам одно решение, потом покажу другое» . Ещё одну задачу переписал для того, чтобы сместить акценты с программистских особенностей в предметную область (задача была геометрическая). Третья задача была наиболее простой – один человек вводит с клавиатуры число, другой отгадывает. Неинтересно. Пусть лучше компьютер загадывает и даёт подсказки. Для каждой задачи придумал последовательность подачи материала. Когда пришло время, а школьники расселись за компьютеры, я их спросил: «Кто-нибудь из вас имеет опыт программирования? Какие-то языки программирования уже изучали?» . Получив отрицательный ответ, мысленно сказал себе «Печально» , отложил в сторону два листа с распечаткой кода из трёх и сделал заявление: «Ну, что ж… Тогда начнём программировать!» .

Для кодеров данная статья, наверняка, интереса не представляет. Мой рассказ будет о методике преподавания в условиях ограниченного времени для людей с неокрепшей детской психикой на примере всего одного урока. Всех желающих приглашаю под кат!

Вводное слово о программировании началось примерно так. «Компьютеры сейчас применяются практически в любой сфере человеческой жизни. Поэтому неважно, какой путь вы выберете, на кого станете учиться, уметь программировать достаточно важно. С помощью этой науки можно получить существенную выгоду» . Далее я привёл пример «задаче о коммивояжёре», сформулировав её следующим образом: «Представьте, что вы работаете в Новой Почте. Вам нужно доставить множество посылок в разные города. Хорошо бы выбрать путь, чтобы был бы как можно короче. Это сэкономит деньги – курьер работать будет меньше часов, бензина потратите меньше литров» . И небольшой переход: «Но, к сожалению, компьютер сам не умеет решать такие задачи. Он умеет выполнять лишь арифметические и логические операции» (ну, и другие, но не будем сейчас об этом). «Причём делает он это над числами в виде нулей и единиц» (не будем тратить время, рассказывая о двоичной системе счисления – надеюсь, в школьной программе она есть). «Команды компьютеру (машинные инструкции) тоже даются в виде чисел. Но обычно программисты пишут программы на языках, понятных человеку – например, C, Java, C++» . Услышав «си-плюс-плюс», дети оживились. «Чтобы преобразовать код программы в команды компьютеру есть несколько видов программ, например, компиляторы. Чтобы более удобно с ним работать будем использовать другую программу – среду разработки, которая также включает текстовый редактор и много других полезных инструментов. Найдите на рабочем столе ярлык программы Code::Blocks и запустите его» .

Потом я рассказал, как создать новый проект и подробно, строчка за строчкой, описал содержимое файла с программой. Нумерация строк очень помогла. А вот трактовки терминов получились довольно вольными.

«Итак, можно увидеть, что в коде программы встречаются английские слова. Это и include , и using , и main , и return . В первой строке мы включаем, т.е. используем, некую библиотеку. Обычно программисты используют код, написанный другими программистами. Он включается во всевозможные библиотеки. В данном случае мы используем библиотеку iostream . Здесь i – это input (ввод), o – output (вывод), stream – поток. Т.е. библиотека содержит код для ввода с клавиатуры и вывода на экран» (перегружать школьников информацией о перенаправлении потоков ввода-вывода не стоит). «Если библиотек много, между ними могут возникнуть конфликты, поэтому код обычно размещают в разных пространствах. using namespace std нужно для того, чтобы выбрать пространство имён (namespace) std – сокращение от standard (стандартный). int говорит, что идёт речь о целых числах, об их хранении и передаче» (т.е. я имел в виду объявление переменных и возвращаемое функцией значение; о явном приведении типов рассказывать не стал) «main – имя функции. Функция – это какой-то логически завершённый участок кода, который возвращает какое-то значение. cout … c – console (консоль – клавиатура и экран), out – вывод, endl – end of line, конец строки. В седьмой строке происходит вывод текста, заключённого в двойные кавычки, на экран. return 0 в данном случае говорит операционной системе об успешном завершении программы» .

После этого предложил нажать F9, чтобы скомпилировать программу («преобразовать текст программы в машинные инструкции» ). «Поздравляю! Вы написали свою первую программу!» , сказал я, когда увидел, что на мониторах появились консоли с текстом. Потом уточнил: «Ну, не совсем написали – за вас это уже сделали другие. Поэтому давайте внесём изменения в код. Измените в двойных кавычках текст Hello world! на какой-нибудь другой на английском языке и ещё раз нажмите F9. Вот теперь другое дело!» . Кто-то не закрыл окно запущенной программы, поэтому компиляция не прошла. Пришлось помогать. «Теперь замените текст на какой-нибудь другой, на русском языке. И удивитесь.» Те, кто написал «Привет», увидели следующее:

«Всё дело в том, что текст тоже преобразуется в нули и единицы. И как именно будет происходить это преобразование, зависит от кодировки. Кто-нибудь сталкивался с этим понятием?» В ответ – неуверенное мычание… «Давайте зададим кодировку для кириллицы. Установим (set) соответствующую локаль (locale). Для этого седьмую строку опустим вниз (поставим курсор в начале строки и нажмём Enter). И в пустой седьмой строке введём setlocale(LC_ALL, "rus"); А во второй строке введём #include » . Кто-то LC_ALL написал строчными буквами (пришлось объяснить, что строчные и заглавные буквы отличаются), кто-то списал с доски L.C.A.L.L. (да, доска в ужасном состоянии), кто-то написал «russ» и не получил должного результата. Но в большинстве случаев я увидел положительный исход. Немного опечалил текст, который написала одна девочка, «хочу кушать». В таком состоянии восприятие информации довольно сильно страдает.

Пришло время сформулировать школьникам условия задачи. «Теперь давайте напишем программу. Пусть компьютер загадает число от 0 до 99, а мы с его подсказками будем это число отгадывать» . Да, это третья задача.

«Для генерации случайного числа используется функция rand, сокращение от слова random – случайный. Чтобы её использовать, нужно подключить библиотеку cstdlib . Для генерации числа от 0 до 99 нужно взять остаток от деления результата, который возвращает функция, на 100. Операция получения остатка от деления записывается символом процента». Тут пришлось напомнить школьникам, что такое остаток от деления. Привёл пример «5%2», и им стало ясно, что я имел в виду. «Результат выполнения операции взятия остатка от деления (т.е. случайное число от 0 до 99) нужно куда-то записать. Это число целое. Странно было бы, если бы мы пытались угадать какое-нибудь вещественное число, например, 2.584 или 35.763. Для хранения результата будем использовать переменную. Переменная – это область памяти компьютера (нам пока неважно, где эта память находится), к которой можно обращаться по имени» . Да, с переменными различных типов можно выполнять определённый набор операций, но это сейчас не имеет значения. «Назовём переменную u (от слова unknown). Для объявления переменной целого типа используется слово int . Такая область памяти на этих компьютерах занимает 4 байта и может вместить число примерно от минус двух до плюс двух миллиардов. Этого достаточно?» Получив утвердительный ответ, написал на доске недостающий код. Получилось следующее (вместе с исправлением вывода – теперь на экране будет не текст, а значение переменной):

Запустив программу, школьники, все до одного, увидели число 41. Не 42, но тоже сойдёт. Причём результат не изменялся от запуска к запуску. «Итак, мы получили случайное число. Действительно, кто бы мог подумать, что компьютер выдаст 41? Число 41 удовлетворяет условиям, которые мы поставили. Оно находится в интервале от 0 до 99. Но как его сделать действительно случайным? Для этого нужно задать так называемое зерно генератора случайных чисел, например, текущим временем. Добавьте перед десятой строкой строку srand(time(0)); Если программа не компилируется – добавьте библиотеку ctime »

Теперь программа выдавала действительно случайные (ну, на самом деле не случайные, но это для этой задачи значения не имеет) числа. Исходник программы на данный момент был таким:

Осталось написать код, отвечающий за его угадывание.

«Не думаю, что вы сможете угадать число от 0 до 99 с первого раза» Школьники улыбнулись. «Если мы будем делать какие-то одни и те же действия несколько раз, то это можно оформить в виде цикла» Так как рассказать на словах, как реализовать цикл, сложно, сначала я записал соответствующие строки на доске.

«В тринадцатой строке мы объявили переменную i (от input), аналогичную переменной u. В ней мы будем хранить введённое число. Собственно ввод осуществляется в 16-й строке. Цикл объявляется ключевым словом do . Всё, что заключено в фигурные скобки, будет повторяться пока (while ) значение переменной i не равно u». Что касается этого участка кода, то типичные ошибки учеников были такие. Во-первых, они ставили вместо фигурных скобок круглые. Во-вторых, операцию сравнения «!=» писали раздельно. После компиляции программы дети настойчиво пытались отгадать число u. Меня поразило, что девочка, которая ранее написала «хочу кушать» делала это весьма успешно. Из ошибок времени исполнения я был рад увидеть следующую:

Это позволило мне объяснить, что в программе нет проверки корректности входных данных, и вводить буквы, когда от нас ожидают лишь цифры – не самая лучшая идея.

Мы подошли к финишной прямой. Осталось добавить подсказки. Я написал на доске два «if-а» и пояснил. «Если введённое число больше загаданного, выводим соответствующее сообщение (строка 17). Если введённое число меньше загаданного – делаем так же (строка 18).» Плюс ко всему я расширил вывод сообщения о завершении «игры».

Это был окончательный текст программы, которую набрал на первом уроке программирования 10-в класс. Программа далеко не идеальна. В частности, мне не нравятся сообщения «Ваше число больше!» и «Ваше число меньше!». Они реально запутывают. Если бы у меня был второй шанс провести подобный урок, сформулировал бы по-другому.

На этом уроке я также хотел показать ученикам алгоритм быстрого поиска загаданного числа (бинарный поиск), но оказалось, что они сами интуитивно пришли к этому решению, что не могло меня не порадовать.

Итоги подведём.

1. Урок прошёл успешно. Все ученики справились с заданием. Задача решена. Всего одна, но решена. Не без трудностей, конечно.

2. Я получил новый опыт преподавания. Последние два года читаю лекции и провожу лабораторные работы только студентам пятого курса, а работать с ними – совершенно иное дело. У них уже есть какая-то база, отношение к учёбе (да и к жизни в целом) другое, а мои предметы узко специализированные – материал, который я даю, в будущем пригодится от силы 2–3 нашим выпускникам из каждой группы. Здесь же есть надежда, что именно этот урок вызовет интерес к программированию у одного-двух учеников.

3. Школьная учебная программа совершенно иная, нежели та, по которой учился я. Да, я ходил не в простую школу. В седьмом классе мы изучали Logo, в восьмом – BASIC, а в девятом – Pascal. Но, тем не менее, даже тем моим одноклассникам, которые не блистали знаниями по другим предметам (а ведь и я тоже не блистал!), информатика нравилась. Я уверен, что давать программирование в школе нужно обязательно. Оно отлично развивает мозг и позволяет понять компьютеры (без которых мы уже не представляем свою жизнь) совершенно с другой стороны.

4. Язык C++ имеет высокий порог вхождения. Одного урока, чтобы раскрыть основы этого языка программирования, явно недостаточно. Да, я не знаю C++. Я обожаю C, а когда мне нужно ООП, я пишу на Java. Но изучать C++ в вузе скорее всего нужно (C по моему скромному мнению – обязательно). Опять же многое зависит от вуза и специальности.

Спасибо за внимание всем, кто прочёл до конца! Буду рад ответить на ваши вопросы.

P.S. Есть идея написать ещё одну статью об информатике в школе. Если поддержите в комментариях, статья, скорее всего (не буду обещать), увидит свет.

Областное государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Ульяновский педагогический колледж №4

ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ

В РАБОТЕ С УЧАЩИХСЯ НАЧАЛЬНЫХ КЛАССОВ

Выполнила:

Студентка 33 группы

Матысюк Инна Александровна

Специальность 050146

«Преподавание в начальных классах»

Руководитель:

Звягина Е.А.

Ульяновск

Пример применения программированного обучения в работе с учащимися начальных классов на уроках технологии 2 класса.

Раздел: Аппликация из бумаги

Тема урока: Аппликация «Зайчик»

УМК «Планета знаний»

При проведении урока с применением программированного обучения в работе с учащимися начальных классов можно использовать данный фрагмент урока:

Приступая к нашей работе, мы вспомним с вами правила безопасности на уроке с ножницами и клеем (информационный элемент):

Правила безопасной работы с ножницами:
1. Не держи ножницы концами вверх.
2. Не оставляй ножницы в открытом виде.
3. Передавай ножницы только в закрытом виде, кольцами в сторону товарища.
4. При работе следи за пальцами руки.
5. При вырезании окружности, поворачивай бумагу по ходу часовой стрелки.

Правила безопасной работы с клеем:
1. Не допускать попадания клея в глаза.
2. Передавать клей-карандаш только в закрытом виде.
3. После окончания работы клей закрыть и убрать в безопасное место.

(Проблемный элемент)

1. Послушайте загадку от Снеговика. О ком она?
Зверь лесной встал, как столбик, под сосной,
И стоит среди травы – уши больше головы. Заяц.
2. Про какого зайца загадка, беляка или русака?
Зимой белый, летом серый. Заяц-беляк.
- Сегодня у нас аппликация «Зайчик» (учитель показывает готовую поделку).
1. Вам нравится?
2. Как вы думаете, какое настроение у зайчика? (Весёлое, радостное, счастливое.)
- Почему вы так решили? (У зайца на лице улыбка.)
- Хорошо, вы все верно сказали, но прежде чем приступать к выполнению проанализируем нашу работу:
1. Какого цвета картон мы выберем? (По желанию.)
2. Каким материалом для работы мы воспользуемся, чтобы зайчик у нас был белым цветом? (Мы возьмём альбомный лист.)
3. Из каких деталей состоит зайчик? (Зайчик состоит из туловища, головы, ушей.)
- Молодцы! Все необходимое вам при работе, положите перед собой.

Начинаем выполнять нашу аппликацию, внимательно смотрим сначала, как это выполняю я, а после делаем самостоятельно то- же самое.
1. Обводим шаблоны на альбомном листе и вырезаем их.
2. Распределяем аппликацию на картоне, корректируем положение и приклеиваем.
3. Оформляем черты лица зайчика.

Вы решаете сами, какие у вашего зайчика будут глаза, нос, рот.

Анализ проделанной работы (контрольный элемент) :
1. Посмотрите на свою аппликацию. У вас получились очень интересные «Зайчики». Попросим ребят выйти к доске и показать свою работу. Молодцы!

2. Расскажите, почему вы выбрали именно такое настроение для зайчика? (на улице лето, тепло (улыбка); он получил плохую оценку в школе (грусть))

Рефлексия (обобщающий элемент):
1 А как вы думаете, как можно использовать аппликацию «Зайчик»? (Подарить родным, близким людям.)
2. А зачем дарить? (чтобы было приятно, чтобы поздравить с праздником, попросить прощение)
3. Что особенно понравилось на уроке? Почему?
4. Какое у вас сейчас настроение? Комфортно ли было на уроке?
5. Что вызвало затруднение? Почему?

Немало путаницы возникает при использовании таких понятий, как программированное обучение и обучение программированию. Первое - это технология, второе - изучение языков программирования. Можно заметить, что оба выражения звучат очень похоже, но имеют разную категориальную базу. И если процесс изучения и применения языков программирования не вызывает вопросов у большинства населения, то возникновение и функции программированного обучения понятны не всем.

Концепция программированного обучения

Официально принято рассматривать программированное обучение как новый современный этап развития педагогической мысли и практики. Общеизвестно, что любой педагогический опыт (с точки зрения науки) «должен иметь достаточную обоснованность с опорой на исследования учёных», быть отрефлексированным и, поскольку речь идёт о технологии, при применении приводить к неизменно положительному результату. На чём же основывается технология программированного обучения?

Началось всё с американского психолога и изобретателя Берреса Фредерика Скиннера, которому принадлежит патент на так называемый «ящик Скиннера». Профессор, известный как автор теории (была создана как своеобразный ответ с той разницей, что условный рефлекс формируется не на основе стимула, а на почве подкрепления «спонтанно» возникающей реакции), принял участие в «гонке» по изучению личности человека и управлению ею (велась между СССР, США, Великобританией, Германией). Как один из сопутствующих продуктов исследований и изучений в 1954 году появилась концепция, а затем (в 1960-х) и технология программированного обучения Берреса Фредерика Скиннера.

Стоит отметить, что сравнение скиннеровской технологии с диалогами Сократа о расчёте площади четырёхугольника по меньшей мере нерезонно и не придаёт работе профессора большего веса и значимости. С таким же успехом можно сравнить тульские русские наигрыши на гармошке (основной танцевальный жанр на посиделках в царской России) с современным роком. А ведь действительно общих характеристик много - это и ритм, и напористость подачи музыкального материала, и даже содержание текста в некоторых случаях. Но рок - это музыкальный жанр, возникший с появлением электронных инструментов, усилителей, так что заявлять, что прапрадедушки веселились под «рок на гармошках», по крайней мере, неэтично.

Что же касается теории Б. Ф. Скиннера, то название технологии программированного обучения заимствовано из технократического словаря (от слова «программа») и также обозначает систему методов, средств обучения, контроля, алгоритмизации, которая обеспечивает достижение определённых запланированных результатов. Сократа по определению не может быть технологией и не схожа с ней, хотя бы потому, что античные мыслители обучали и воспитывали учеников «по образу и подобию своему». Как утверждал классик педагогической мысли Советского Союза: «Только личность может воспитать личность».

Роль развития компьютерных технологий в формировании новой педагогической концепции

Декабрь 1969 года был ознаменован запуском Сети, которая связала четыре ведущих американских университета и явилась прообразом современной сети Интернет. А в 1973 году при помощи к Сети были подключены Великобритания и Норвегия, что автоматически перевело её в статус международной. Компьютерные технологии развиваются семимильными шагами. Стоит отметить, что свой нынешний вид и функции компьютер приобрёл только в 1986 году (тогда начали выпускать машины с мультимедийными возможностями). До этого момента информационные машины использовались как незаменимый помощник бухгалтера и секретаря. С применением новой техники появляется возможность быстро обрабатывать и передавать большие объёмы информации, что очень облегчает работу при исследовании. Закономерно, что в 1996 году использование информационных технологий объявляется стратегическим ресурсом образования. На протяжении многих лет (1960-1996) велась работа над совершенствованием технологии программированного обучения, которая позволяла осваивать новые алгоритмы работы и выявляла «слабые» места. В конечном счёте педагогическая общественность признала, что данная разработка не может претендовать на звание универсальной и применима в определённых областях, поддающихся алгоритмизации.

Методика или технология

Стоит уделить внимание некоторым путаницам, возникающим в современной педагогике. Часто термин "технология" заменяют термином "методика", что не может считаться правомочным.

Изначально термин "технология" перекочевал в педагогическое пространство из мануфактур. В 19-20 веках обучение велось только в определённых слоях общества и имело индивидуальный характер. Но с приходом идеи «всеобуча» встал вопрос о том, как одновременно обучить большое количество учащихся, достигнув при этом конечной цели (образованного человека). Наверное, впервые встал вопрос о контроле полученных знаний и умений. А поскольку человеческий мозг привык «сигать по аналогиям», решением явилась технология, применяемая при изготовлении продукта на заводе. Конечно, педагогическая технология под «продуктом» подразумевала обученного человека, умеющего применять знания согласно ситуации. Однако до сих пор неоспорим тот факт, что ручная работа мастера ценится дороже того же продукта из мануфактуры (не будем углубляться в дебри экономики, а рассмотрим только практическую составляющую этого вопроса). Другой вопрос, что экономически целесообразным государство считает обучение в классах по 30 человек. Поэтому технология - это выбор «наименьшего зла», система с ориентацией на процессе обучения (например, в качестве основного признака программированного обучения являлась автоматизация процесса изучения, закрепления и контроля знаний).

Методика при вариабельности процесса обучения и индивидуальном подходе ориентирована в основном на результат (мастерская работа). Но применение методики в аудитории численностью 30 человек - проблематично.

Исходя из приведённых данных, можно сделать вывод, что к программированному обучению применим термин "технология".

Новые средства обучения

Особое внимание следует уделить самому процессу обучения (цель оправдывает средства) и его оснащению. Изначально методы программированного обучения были призваны максимально формализовать общение учителя и ученика (чем меньше оказывает воздействие на обучающегося преподаватель, тем правильнее выполняется алгоритм технологии). А в «век компьютерных технологий» средства программированного обучения пополняются с каждым новым изобретением (будь то программа или новый тренажёр). Можно долго приводить за и против применения компьютера и информационных технологий в процессе обучения, но то, что только личность педагога оказывает влияние на формирование личности ученика - неоспоримый факт (в начальной школе то, что говорит учитель, весомее утверждений самых авторитетных родителей). Таким образом, учитель берёт на себя функцию контроля психосоматического состояния слушателя и освоения этапов обучающей программы.

На практике данная технология зачастую сводится к автоматизации контроля и оценки знаний учащихся, при этом сам процесс обучения упускается.

Между тем, к средствам обучения относятся школьные учебники, составленные по требованиям технологии и машины. Самым важным и проработанным фактором в программированном обучении становится текст (обучающие программы для детей). Учебники делятся на три типа в соответствии с алгоритмом изучения (линейный, разветвлённый или смешанный). А вот машины бывают разными: информационные, экзаменаторы и репетиторы, тренировочные и полифункциональные. Некоторые универсальные машины способны приспосабливаться к темпу обучения пользователя.

Выбор между учебниками и машинами, наверное, никогда не разрешится однозначно, так как с учебника «списать» проще, он стоит дешевле, но машины всегда сигнализируют о «шулерских наклонностях» воспитанников.

Управление обучением или сотрудничество

На основании всего вышеперечисленного можно утверждать, что во время урока с применением технологии программированного обучения имеет место не сотрудничество, а управление прохождением запланированных этапов учебного материала. Причём частично функция управления возложена на машину, в случае использования компьютера, а частично на учителя. При работе с учебниками функция контроля полностью лежит на учителе.

В чём же суть управления? Первоначально это воздействие на составляющие компоненты системы с определённой целью. В теории управления выделяют два типа: разомкнутое и цикличное. Если сделать выбор в пользу системы управления, которая обеспечивает обратную связь и регуляцию управляемого процесса, то это - цикличный тип (он же и наиболее эффективный). Его составляющие хорошо вписываются в «программу» (или учебный материал) технологии обучения, обеспечивая:

Определение цели (конечного результата) обучения;

Анализ фактического состояния управляемого объекта (изначально технология вообще не уделяла какого-либо внимания исходному состоянию, но со временем поворот в эту область стал актуальным);

Программу взаимодействия (или учебный материал, разбитый на части по требованиям алгоритма технологии);

Мониторинг состояния управляемой системы (данный этап в работе с компьютерами полностью находится в управлении машины);

Обратную связь и корректировку воздействий исходя из сложившейся ситуации.

Управление учебным процессом по данной схеме, с учётом специфики образовательного пространства, позволит эффективно достигать конечного результата.

Линейный алгоритм обучения

Алгоритм представляет собой указания по выполнению определённых операций в заданной последовательности. Общеизвестная модель линейного алгоритма была предложена Б. Ф. Скиннером с определением основных принципов:

Деление учебного материала на небольшие части, так как этот подход исключал переутомление и пресыщение материалом;

Достаточно низкий уровень сложности частей материала (это позволяло снизить долю неправильных ответов, что, по мнению Скиннера, позволяет приводить в действие «положительное подкрепление»);

Использование открытых вопросов в системе контроля и закрепления знаний (ввод текста, а не выбор из приведённого списка);

Соблюдая основы положительного подкрепления, подтверждать правильность (или ошибочность) ответа сразу после его предъявления;

Возможность работы в удобном для учащегося темпе (своеобразная индивидуализация);

Закрепление материала на самых разнообразных примерах, исключая механическое повторение;

Одновариантное прохождение «программы» (не учитываются способности учащихся, предполагается, что все освоят оду и ту же программу, но за разный промежуток времени).

Следует отметить, что линейный алгоритм неоднократно (и не без оснований) подвергался критике со стороны педагогов. И, как говорилось выше, он не может претендовать на универсальность.

Разветвлённый алгоритм обучения

Несколько позже был разработан иной алгоритм подачи учебного материала, но уже Норманом Аллисоном Кроудером. Отличие разветвлённого алгоритма от линейного заключалось в введении своеобразного индивидуального подхода к процессу. Путь прохождения программы зависит от ответов обучающегося. Разветвлённый алгоритм Н. А. Кроудера основывается на следующих принципах:

Подача материала по принципу от сложного к простому (программа подаётся большими кусками, если учащийся не справляется с заданным уровнем сложности, то автоматически переносится на более простой уровень);

Использование закрытых вопросов (выбор правильного ответа из представленных вариантов);

Каждый ответ (и правильный, и ошибочный) снабжён разъяснениями;

Многовариативность прохождения программы (всё зависит от подготовленности ученика).

Противники этого варианта алгоритма утверждают, что сформировать данным способом цельное и системное представление об изучаемом материале проблематично. Да и сам процесс обучения искусственен и безобразно упрощён, не воплощает в себе такой сложный и многогранный вид деятельности, как обучение.

Смешанный алгоритм обучения

Объединение двух предыдущих алгоритмов привело к возникновению третьего. Смешанный алгоритм обучения представлен шеффилдской (разработана психологами в Англии) и блочной технологиями.

Основные принципы английского алгоритма обучения:

при делении материала на части или шаги учитывается максимальное количество факторов (особенности темы, возраста ребёнка, цель изучения данного фрагмента и т. д.);
форма ответов смешанная (выбор и заполнение пробелов), определяемая целью «программы»;
прохождение следующего этапа возможно только при успешном освоении предыдущего;
индивидуальный подход к содержанию и темпу изучения программы (всё зависит от способностей учащихся и степени изученности данного предмета).

Блочная технология программированного обучения состоит из программы, учитывающей всё разнообразие действий при изучении материала с целью решения поставленных задач. Естественно, что и школьные учебники блочной системы будут качественно отличаться от аналогов предыдущих технологий. Во главу угла поставлен проблемный блок, решение которого требует от ученика мобилизации знаний, сообразительности, воли.

Программированное обучение в современном образовании

Плюсы и минусы рассматриваемой технологии позволяют сделать следующие выводы:

Приучая учащегося к исполнительности, точности действий, она замедляет формирование таких навыков, как нахождение новых способов решения задачи, творческое мышление, выдвижение собственных гипотез;

Программированное обучение - не универсальный метод решения задач и требует осознанного применения;

Как вспомогательный метод данная технология хороша при решении многих задач (ознакомление с информацией, закрепление знаний, контроль и оценка обучаемости и т. д.);

Как показала практика, автоматизация процесса обучения работает только при условии использования его педагогом, хорошо подготовленным к применению её на уроке.

Единый государственный экзамен

Как ни крути, а ЕГЭ - это тестовая форма программированного обучения. Много копий сломано в споре о полезности и вреде данного продукта, однако на сегодняшний день это один из способов быстро и с достаточной долей достоверности провести массовый контроль знаний.

Однако следует учитывать, что большинство одарённых детей не показывают высокие результаты на ЕГЭ в силу разных объективных причин. Поэтому переоценка и недооценка технологии программированного обучения чревата последствиями.

Статья «Программированное обучение и контроль», разработки уроков по теме были заявлены на краевой конкурс «Портфолио учителя XXI века» и отмечены грамотой, благодарственным письмом издательства «Вентана-Граф». Статья опубликована в сборнике «Портфолио учителя XXI века», «Вентана-Граф». 2009.

Программированное обучение и контроль в начальной школе.
С 1 января 2009 года вступил в силу закон о Едином государственном экзамене. Он стал обязательным для всех, заменив традиционные школьные экзамены.

До сих пор возникает много споров о целесообразности использования «нового» метода контроля. Несомненно, больше всех волнуются родители учеников. Раньше было все просто и понятно: комиссия из учителей своей школы, вопросы-ответы и, как минимум, 3 балла идет в аттестат.

Позвольте отметить, метод программированного контроля, как и программированного обучения, совсем не новый. Еще почти четыре десятилетия назад программированное обучение вызвало интерес в педагогических кругах всего мира. К сожалению, спустя годы, отмеченные активным внимание к проблеме, все же приходится констатировать имеющуюся в научно-педагогической литературе недостаточность как теоретического, так и практического характера.

Думается, что метод не заслуженно отнесен в разряд второстепенных, вспомогательных способов обучения, поскольку, как утверждают исследования в области педагогической психологии, программированное обучение-второй после теории П.Я.Гальперина продуктивный способ управления учебным процессом, что достигается благодаря оперативно-проводимой связи. В рамках метода успешно решается и вопрос индивидуализации обучения, решаемый дидактикой не одно столетие.

Приемы и способы безмашинного программированного контроля имеют ряд достоинств, которые обуславливают их популярность в контролирующей деятельности учителя. Эти достоинства в следующем:

В широте сферы их применения. Они могут быть использованы при изучении многих вопросов, тем, дисциплин

Они способствуют оперативному выявлению пробелов, предупреждению наиболее типичных ошибок, сокращению время для проведения работы

Помогает учителю более обоснованно выбирать приемы дальнейшего обучения каждого ученика, чем способствует осуществлению индивидуального подхода

Эффективность этих приемов обусловлена и экономией труда учителя, увеличением его КПД, что соответствует и научной организации педагогического труда и оптимизации его деятельности.

Дальновидные родители, приведя своего ребенка в 1 класс, выбирают ту учебную программу, которая позволяет подготовить школьника к беспрепятственному прохождению первого и главного экзамена в их жизни Единого Государственного экзамена.

УМК «Школа XXI века» под редакцией Н.Ф.Виноградовой отвечает требованиям Нашей новой школы и запросам современных родителей. Авторами комплекта разработана система использования алгоритмов не только при изучении отдельных тем, но и при подходе к постановке цели и решению учебной задачи.

Авторами комплекта разработаны обучающие задания тестового характера («Литературное чтение», «Окружающий мир»), программы контроля по русскому языку, математике, литературному чтению. Они представляют собой систему заданий. Каждое из заданий включает в себя несколько вариантов ответа, из которых несколько правдоподобных или ошибочных, и только один правильный. Задача ученика – найти его и вписать в контрольный лист ответов номер или код, под которым он внесен в карточку – задание. Учитель, получив контрольный лист, сверяет его с «дешифратором» (перечнем номеров правильных ответов). Совпадение или расхождение служат основанием для оценивания выполнения работ. Такая форма контроля существенно экономит время учителя, интенсифицирует работу учащихся, высвобождая время и усилия от кропотливого подробного письменного ответа для интеллектуальной работы.

Все вышеизложенное делает понятным интерес учителя начального обучения к методу программированного обучения и контроля.

Но обучение младших школьников имеет свои специфические особенности, а следовательно, применение программированного метода должно осуществляться с учетом этих специфических условий.

Закономерен отсюда и круг проблем, стоящих перед учителем, внедряющим этот метод в практику обучения младших школьников. Такими проблемами являются: принципы грамотного составления обучающей программы, доза включаемой информации, пути и средства обратной связи, возможности безмашинного и машинного способов обучения и контроля с учетом возрастных особенностей развития младших школьников, а также с учетом уровня школьных успехов и индивидуальных возможностей.

Что может быть успешно применено сегодня в обучении младших школьников?

Каждый учитель без труда может составлять программированные задания на карточках, которые можно предлагать учащимся во время уроков.

Приведу описание одного из типов листа – задания. На лицевой стороне листа – задания размещены все упражнения и учебные задачи, которые предстоит выполнить ученику (информационный и контрольный кадры). Ответы (обратная связь) можно расположить на обороте листа. Такие карточки очень целесообразны для организации самостоятельной работы ученика над своими ошибками. Например, после проверки письменной работы учитель составляет по этой же теме карточки – задания, в которой учтены допущенные учениками ошибки, и вкладывает их в тетради. Ученик, получив тетрадь, выполняет задание и проверяет работу по кадрам обратной связи, находящимся на обороте карточки – задания.

Организованная таким образом работа над ошибками вызывает у детей заинтересованность необычной формой работы, увлеченность, а в итоге повышает усвоение. Формируется навык самостоятельной работы, развивается способность к самоконтролю и самооценке. Важно, чтобы при этом формировалось и сознательное отношение к учебе.

Работая по системе «Школа XXI века», в обучении младших школьников использую и приемы обучения алгоритмам. Выполняя в определенной последовательности с целью решения учебной задачи элементарные мыслительные операции, ребенок не только убеждается в возможности выполнения задания, но и понимает, почему эту задачу следует выполнять именно так.
Покажу использование алгоритма на уроке «Окружающего мира»:

1. Обитает ли животное только в воде

НЕТ ДА
2. Покрыто его тело шерстью? Вывод: это рыба

ДА НЕТ
Вывод: это зверь Вывод: это птица или насекомое

3. Есть ли у него три пары ног?

Вывод: это насекомое Вывод: это птица

В начале работы с подобными алгоритмами дети получают его в готовом виде. Закрепление алгоритма идет с помощью дидактической игры: учитель загадывает животное и просит детей угадать его, задавая лишь вопросы, требующие ответа «ДА» или «НЕТ». В первых игровых ситуациях ответ достигается после одного-двух вопросов. По мере овладения детьми алгоритмом задание усложняется: правильный ответ получается лишь после третьего вопроса Это пример работы с алгоритмом с учащимися 1 класса.

К 3-му классу задания усложняются. От пооперационного исполнения частей алгоритма учащиеся переходят к свернутому мыслительному процессу. Учащиеся теперь способны выполнять их почти, автоматически, что позволяет учителю предложить детям составить подобный алгоритм самостоятельно, вначале с помощью учителя, а затем и без помощи. Когда дети составляют алгоритм правильно, можно судить о том, что обучение алгоритмам состоялось.

При изучении орфограмм русского языка ученики знакомятся с алгоритмом применения правила:

Определи в какой части слова находится орфограмма.

Если орфограмма в корне слова, проверь, не является ли слово исключением или родственным ему. Если слово не исключение – пиши «и», если исключение – «ы». Если звук [ы] безударный, перед записью обязательно проверь его.

Если слово на – ция, обозначь звук [ы] буквой «и» – акация

Если орфограмма в окончании, пиши букву «ы»

Используя материалы учебника, можно задать алгоритм изучения орфограмм в виде таблицы.

Какой звук следует за приставкой?

Гласный согласный

Вывод: пиши «з» звонкий глухой

Вывод: пиши «з» Вывод: пиши «с»

Со 2 класса начинается подготовительная работа к теме «Уравнение» в виде любимых детских игр.

«Вводится известное число в машину: Х—*–8—56

Из машины выходит число 56.

На какое число умножала машина?»

Дети с интересом выполняют эти задания, и, как показывают результаты проверки, большой процент усвоения детьми часто «западающей» темы «Уравнения»

При решении задач в несколько действий отрабатывается алгоритм решения составных задач:

«На одном лугу накошены 11 копен сена, а на другом – 7. Все это сено сложено в стога по 3 копны в стог. Сколько получилось стогов?

Реши задачу по схеме.

Изучение сочетательного свойства умножения направлено на усвоение алгоритма при помощи немеханических машин.

Какова методика обучения алгоритмам?

На первой стадии изучения нового материала, учащемуся дается готовый алгоритм, учитель контролирует: как выполняется каждая операция. Затем данный алгоритм закрепляется на ряде других примеров в ходе самостоятельного анализа. На первых порах учителю приходится контролировать учащихся, чтобы ученики четко выделяли каждую операцию. Постепенно от пооперационного исполнения частей алгоритма учащиеся переходят к свернутому мыслительному процессу. Это второй этап, когда каждая умственная операция и их последовательность уже хорошо запомнились и учащиеся выполняют их почти автоматически.

Чаще работу с алгоритмом использую на уроке не только как самостоятельный вид, но и ка логически обусловленное дополнение при использовании традиционных форм. Например, детям могут быть предложены обычные традиционные упражнения, но связанные с работой над алгоритмом.

Для начальной школы, вообще, задания программированного обучения и контроля целесообразно предлагать в форме дидактической игры. В 1-2 классах это можно делать в сочетании с графическим рисунком. Покажу на примере этапа обобщения урока математики

Информатизация начального образования на современном этапе является актуальным социально-востребованным процессом, важнейшим элементом изменяющейся парадигмы начального образования. Образовательный стандарт начальной школы пока не декларирует идею начала изучения информатики 1 сентября в 1 классе, но тенденции снижения стартового возраста в обучении информатике школьников реализуются сегодня не только в многочисленных научных исследованиях (достаточно посмотреть публикации в журнале «Информатика и образование» и его приложениях), но и в руководящих методических и административных документах.

Задачи обучения информатике в школе

Можно выделить две задачи обучения информатике в школе :

формирование стиля мышления учащихся и
совершенствование частных предметных методик.

Мы при этом хотим отметить, что формирование мышления - одна из основных функций школы, а логическое мышление ученика начинает складываться в начальной школе. От ребенка, пришедшего в первый класс, уже сразу требуется достаточно высокий уровень развития логического мышления, необходимый для успешного усвоения программы. В этой связи довольно часто в последние годы при выявлении готовности будущих первоклассников к школе их проверяют на уровень развития логического мышления уже в процессе приема в первый класс. Низкий уровень этого развития может привести к отказу в приеме ребенка в классы с насыщенными программами обучения, в гимназические классы. Причина в том, что недостаточная развитость логической сферы первоклассника в течение первого года обучения создаст ему большие трудности в обучении, и трудности эти не уменьшатся с переходом в следующие классы, а будут увеличиваться. Психологическая наука говорит, что возраст младшего школьника приходится на сенситивный период, когда он способен сознательно осуществлять частично-поисковую деятельность. Это хорошо сочетается с использованием метода проектов, который особенно эффективен при внеурочной форме обучения и способствует усвоению знаний путем разрешения проблемных ситуаций. Специальная педагогическая работа по формированию развитию логико-алгоритмического и алгоритмического мышления детей младшего возраста дает благоприятный результат, повышая в целом уровень их способностей к обучению в дальнейшем. Многочисленные психологические исследования доказывают, что тот тип интеллекта, который складывается к 7-8 классу, качественно изменить уже практически невозможно. Те интеллектуальные способности, которые не достигли к этому возрасту определенного уровня развития, не будут в дальнейшем развиваться сами по себе, по мере взросления школьника, а постепенно подавляются окончательно. В более старшем возрасте никаких принципиально новых интеллектуальных операций в системе мыслительной деятельности человека уже не возникает. При организации систематического педагогического воздействия на формирование и развитие логико-алгоритмического и алгоритмического мышления соответствующие интеллектуальные операции могут быть сформированы у ребенка в младшем школьном возрасте. Становление и активизация «сильного мышления» у ребенка интеллектуализирует его познавательную деятельность, делает ее активно-поисковой, формирует творческое и деятельностное отношение к действительности. Ребенок чувствует себя уверенно в различных отношениях с окружающим миром.

Что такое логическое мышление?

Анализ психолого-педагогической литературы показал, что во многих работах логическое мышление характеризуется способностью к оперированию понятиями, суждениями и умозаключениями, а его развитие сводится к развитию логических приемов мышления. Логическое мышление определяется как способность и умение ребенка младшего школьного возраста самостоятельно производить: простые логические действия: анализ, синтез, сравнение, обобщение; составные логические операции: построение отрицания, доказывание как построение рассуждения, опровержение как построение рассуждения; использование для выполнения этих операций индуктивных и дедуктивных логических схем.

Как развить логическое мышление у младшего школьника?

Изучение психолого-педагогической литературы дало основание сделать вывод, что, хотя проблема организации формирования и развития логико-алгоритмического мышления в педагогической и психологической теории до сих пор не нашла единого решения, практически все исследователи единодушны в том, что в практике обучения целенаправленная работа по формированию и развитию логико-алгоритмического мышления младших школьников необходима и должна носить системный характер . Для эффективного формирования и развития логико-алгоритмического и алгоритмического мышления на уроках информатики учеников начальных классов необходимо использовать специальную систему заданий, которую можно включать в учебный процесс при изучении различных учебных предметов дополнительно к учебникам. При этом сама система заданий должна учитывать специфику восприятия и мышления детей младшего школьного возраста. Только в этом случае можно говорить о том, что она соответствует личностно ориентированному подходу к обучению.

Навыкам работы с какими-то конкретными приложениями обучить учащихся начальных классов особой сложности не представляет: они с раннего детства «дружат» с компьютером, к школе уже достаточно уверенно запускают игры, а то и в Интернет могут что-то посмотреть. Но те психологические особенности, которые свойственны этому возрасту позволяют сделать большой шаг в развитии логико-алгоритмического и алгоритмического мышления у учащихся начальных классов. Не сделав этого мы, во-первых, ограничим их возможности по дальнейшему освоению сложной учебной информации, а, во-вторых, сократим для себя контингент выпускников средней школы, который сможет осваивать специальности, связанные с разработкой и использованием IT-технологий.

Роль информатики в начальной школе

В современной психологии отмечается значительное влияние изучения основ алгоритмизации на развитие у обучаемых логического, алгоритмического (операционного) и творческого мышления. Информатика вместе с математикой и лингвистикой закладывает в образовании как бы опорный треугольник главных проявлений человеческого интеллекта: способность к обучению, рассуждению и действию. Важнейшую роль в курсе информатики играет развитие у обучаемых способности к действию на основе сформированного у него алгоритмического стиля мышления. Человек, живущий в современном информационном обществе, должен обладать алгоритмическим мышлением. Формирование алгоритмического мышления всегда было важнейшей задачей курса информатики Следует отметить, что многие видят в информатике предмет, в котором преподаватель должен научить обучаемых пользоваться современными информационными технологиями. Несомненно, что это очень важно. Но при изучении основ алгоритмизации формируется системно-информационная картина мира , формируются навыки выделения объектов, процессов и явлений, понимания их структуры, и, что самое главное, вырабатывается умение самостоятельно ставить и решать задачи .

Системы-Исполнители представляют собой интегрированные оболочки для начального обучения по теме «Алгоритмы и исполнители» в школьном курсе информатики. Однако в школе на данную тему отводится недостаточно времени, нет возможности организовать индивидуальную работу. Поэтому необходимо детям освоить исполнителя, который выполняет программу, которая вводится в текстовом редакторе. Все действия исполнителя отображаются на экране. На примере любого исполнителя детям дается возможность составления и решения разных типов задач по темам: «Исполнитель и его команды», «Процедуры», «Функции», «Циклы», «Условные операторы», «Переменные», «Арифметические выражения», «Логические операции и логические переменные», «Глобальные переменные», «Операторы ввода и вывода» и др. Например, в программе «Исполнитель», Робот-исполнитель изображен в виде машинки, которая ездит по полю. Учебные исполнители предназначены для того, чтобы без участия человека сажать цветы в подготовленные для них грядки. Поле размечено на квадраты, каждый из которых может быть: 1) свободным местом; 2) грядкой или 3) стенкой. Робот может переходить из клетки в клетку по грядкам или по свободным клеткам, ходить по клумбам с цветами запрещается. Он должен посадить цветы на всех грядках и вернуться на Базу, обозначенную значком, для пополнения запасов.

Особенности преподавания информатики в начальной школе

В начальной школе применяются различные образовательные программные оболочки для изучения языка программирования Лого, которые позволяет программировать максимально легко и просто. Наличие визуального исполнителя позволяет сразу видеть результат выполнения программы, что очень важно при обучении программированию младших школьников. Имеется возможность писать команды, как на английском, так и на русском языке. Такие программы могут использоваться для обучения основам программирования детей как младшего, так и среднего школьного возраста. Рекомендуется использовать такие программные продукты как базовый для пропедевтического курса программирования в начальной школе (3-4 класс), а также в 5-7 классах, возможно в рамках факультативных курсов или в кружковой работе. Такие оболочки обладают особенностями, которые позволяют начать программировать легко и непринужденно. Предполагается уже в начальной школе, после того, как дети «понажимают кнопки», начнут уверенно чувствовать себя за компьютером, поиграют и порисуют, плавно подойти к вопросу: «А как это все устроено и как оно все работает?». В это время рассказывается, что описанием всех программ, их «проектом» является алгоритм. Дается несложное определение алгоритма, приводятся примеры из кулинарии, на свойствах алгоритмов можно не задерживаться, приводятся формы представления алгоритмов, а затем происходит выход на стандартную методику изложения раздела «Алгоритмизация». Разработка алгоритмов сложных процессов основана на методе пошаговой детализации алгоритма. Особое внимание уделяется исполнению алгоритмов, оформлению на доске и в тетради пошаговое исполнение алгоритма, результаты проверки условий. Для завершающей работы по разработке алгоритмов используется компьютерный исполнитель алгоритмов, с помощью которого можно будет по шагам или целиком исполнять на компьютере алгоритм. Это могут быть и любые исполнители. Но наибольший интерес для детей представляет выполнение, в том числе и совместное, в составе небольшого коллектива, некоторого проекта, отнесенного к понятной детям области учебы или окружающего их мира. Учебные исполнители алгоритмов являются традиционно применяемым дидактическим средством при изучении алгоритмов, которое широко использовал ещё академик А.П. Ершов в первом варианте курса информатики. Учебный исполнитель должен удовлетворять условиям: 1. Исполнитель должен работать «в обстановке». 2. Исполнитель должен имитировать процесс управления некоторым реальным объектом, например роботом, черепахой, чертежником и др. 3. В системе команд исполнителя должны быть представлены все основные структурные команды управления - циклы, ветвления. 4. Исполнитель должен позволять использовать вспомогательные алгоритмы (процедуры). На таком исполнителе можно обучать структурной методике алгоритмизации, что является главной целью обучения по разделу алгоритмизации. Изучая работу любого исполнителя алгоритмов, учителю следует привести его характеристики, совокупность которых называется архитектурой исполнителя. К ним относятся: - среда, в которой работает исполнитель; - режим работы исполнителя; - система команд исполнителя; - данные, с которыми работает исполнитель.

Методики обучения программированию в начальной школе

Далее рассмотрим более подробно существующие методики обучения программированию учащихся начальной школы. Алгоритмизация как часть программирования является основным, центральным элементом содержания курса информатики. Однако объём её изучения ее остается дискуссионным, что связано как с важностью осуществления фундаментализации курса, так и с необходимостью проведения профориентации на профессию программиста. Поэтому изучение алгоритмизации имеет два аспекта: развивающий и программистский. Развивающий аспект связан с необходимостью развития алгоритмического мышления учащихся как необходимого качества личности современного человека. Программистский аспект носит преимущественно профориентационный характер и связан с необходимостью показа учащимся содержания деятельности программистов. Учащиеся знакомятся с понятиями алгоритма и исполнителя алгоритмов.

В первом учебнике по информатике (Основы информатики и вычислительной техники: Пробное учеб. пособие для сред. учеб. заведений: В 2 ч. / Под ред. А.П. Ершова и В.М. Монахова, - М.: Просвещение, 1985-1986.) алгоритмизации отводилось центральное место, а в качестве исполнителя алгоритма выступал человек. Такой прием давал возможность формировать понятие формального исполнителя алгоритма, позволял учащимся ощутить себя исполнителем алгоритма и находить ошибки в алгоритмах. В то время это обеспечивало изучение информатики в безмашинном варианте. Применение у младших школьников «взрослых» языков программирования не является целесообразным, поскольку у детей еще слабые навыки абстрактного мышления, необходимые для полноценного программирования, т.е. необходимо использовать языки и среды программирования, специально разработанные для обучения младших школьников, с учетом психофизиологического и интеллектуального развития детей - учебные языки программирования, большинство из которых являются начальным или промежуточным звеном перед работой в средах программирования профессионального уровня.

Язык программирования ЛОГО

Ещё в конце 1960 годов американским педагогом и программистом С.Пейпертом для обучения детей алгоритмизации был разработан специальный учебный язык программирования ЛОГО, в состав которого входил исполнитель Черепашка, позволявший изображать на экране компьютера чертежи и рисунки, состоящие из отрезков прямых линий. Система команд Черепашки включала в себя команды: вперед, назад, налево, направо, поднять хвост, опустить хвост (Черепашка рисует хвостом, когда он опущен). Язык ЛОГО имел основные структурные команды и позволял обучать структурной методике программирования. Большим методическим достоинством исполнителя Черепашка являлась его наглядность в процессе выполнения команд.

Язык программирования Робик

Группой академика А.П. Ершова для обучения программированию был разработан язык Робик, в котором использовалось несколько различных исполнителей. Дальнейшее развитие идей академика А.П. Ершова по обучению алгоритмизации нашло в учебнике А.Г. Кушниренко, в котором основным методическим приёмом стало использование учебных исполнителей Робота и Чертежника. Робот предназначен для перемещения по полю из клеток с разными стенками и выполнению при этом различных заданий: закрашивать клетки, измерять температуру и радиацию. Причем Робот управляется компьютером, который подает ему управляющие команды, и получает от него ответы на запросы о текущей обстановке. Таким способом осуществляется идея обратной связи, что позволяет создавать для управления работой исполнителя алгоритмы сложной структуры, содержащие циклы и ветвления. Чертежник предназначен для выполнения в системе координат чертежей, графиков, рисунков, состоящих из прямолинейных отрезков. Его работа во многом подобна действиям Черепашки. Языком описания для этих исполнителей является учебный алгоритмический язык, основы которого разработал академик А.П. Ершов.

Обзор российских учебников информатики

В 1980 годах для учебных целей был создан язык Рапира. Под руководством Г.А. Звенигородского была разработана первая отечественная интегрированная система программирования «Школьница», ориентированная на обучение школьников. В 1987 году в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова была создана учебная среда программирования на основе алгоритмического языка, которая затем была интегрирована в широко известный пакет учебного программного обеспечения КуМир. В учебнике А.Г. Кушниренко компьютер рассматривается как универсальный исполнитель алгоритмов, для которого предлагаются типовые задачи по обработке численной и символьной информации. В учебнике А.Г. Гейна линия алгоритмизации рассматривается по двум линиям - использование учебных исполнителей алгоритмов, работающих «в обстановке», и обучение построению вычислительных алгоритмов в математическом моделировании. Исполнители алгоритмов, используемые в этом учебнике, во многом похожи на те, что описаны в учебнике А.Г. Кушниренко.

Алгоритмы для решения вычислительных задач изучаются с использованием учебного исполнителя Вычислитель, для которого применяется язык программирования Бейсик в упрощенном варианте. Следует отметить, что в некоторых учебниках используются другие исполнители, например, Кенгуренок, ГРИС (графический исполнитель). В учебнике И.Г. Семакина используется другой подход к теме алгоритмизации это кибернетический подход, в котором алгоритм трактуется как информационный компонент системы управления. Такой подход позволяет рассматривать в базовом курсе новую содержательную линию: «Информация и управление».

В качестве исполнителя алгоритмов используется ГРИС. Иной подход к изучению линии алгоритмизации принят в учебниках, выпущенных под редакцией профессора Н.В. Макаровой. Алгоритмизации и программирование изучаются в них на примере работы в среде ЛогоМиры, которая представляет собой систему программирования, специально созданную для обучения младших школьников. В ней используется язык ЛОГО, а в качестве исполнителя - знакомая нам Черепашка.

Языки программирования для школьников

LightBot - игрушечная среда для самых маленьких (можно использовать с 5-6 лет). Необходимо запрограммировать движение «виртуального» робота. Несмотря на простоту, с помощью LightBot можно не только формировать операционное мышление ребенка, но и изучать такие понятия программирования, как подпрограммы-процедуры.

RoboMind - простая среда программирования, которая позволяет начинающим программировать поведение «машинки»-робота. Здесь в доступной форме изучаются популярные методы программирования и основы «искусственного интеллекта». Робот может программироваться на разных языках.

Karel, Karel ++, Karel J. Robot - языка для начинающих, они используются для составления программ управления «роботом». Karel использует собственный язык программирования, Karel ++ - язык программирования C++, Karel J. Robot - версия Karel на Java.

Guido van Robot - роботом управляют с помощью программы (как в Karel J. Robot), за синтаксисом похожим на Python. Это свободно расширенная программа, работа с которой может быть началом к изучению любого языка программирования. Greenfoot - учебная, объектно-ориентированное Java-среду, разработанное прежде всего в учебных целях. Greenfoot позволяет разрабатывать программы для моделирования и диалоговые игры.

Little Wizzard - среда программирования для детей, предназначенное для изучения основных элементов программирования в начальной школе. Используя только мышку, дети получают возможность составлять программы и изучать такие понятия, как переменные, выражения, ветвления, условия и логические блоки. Каждый элемент языка программирования представляет собой интуитивно понятный символ.

Peter - средство визуального программирования, предназначенный для простого и быстрого создания приложений для Windows 95/98/NT/ME/2000/XP. Принцип работы похож на разработку графической презентации с созданием программной структуры для управления объектами. Составление программы несколько напоминает составление головоломки из отдельных частиц. Стрелка - программа - тренажер для развития алгоритмического мышления и формирования навыков составления управляющих алгоритмов.

К возможностям Scratch относится проекция его ресурсов в психолого-педагогический и методический планы, то есть те его свойства, которые напрямую проистекают из наличных ресурсов. Наиболее существенны, возможности Scratch направленные на: изучение основ алгоритмизации; изучение объектно-ориентированного и событийного программирования; знакомство с технологиями параллельного программирования; моделирование объектов, процессов и явлений; организацию проектной деятельности, как единоличной, так и групповой; организацию научно-познавательной деятельности; установление межпредметных связей в процессе проектной и научно-познавательной деятельности; организацию кружковой работы с направленностью на художественное творчество. Способности Scratch определяются как проявление его возможностей в отношении развития личностных качеств учеников.

Потенциальность этой связи заключается в вероятностном характере объективации возможностей Scratch. К наиболее значимым новообразованиям относятся:

коммуникативные умения;
умения ставить и решать проблемы; направленность на саморазвитие; социальная ответственность.

Таким образом, педагогический потенциал среды программирования Scratch позволяет рассматривать как перспективный инструмент (способ) организации междисциплинарной внеучебной проектной научно-познавательной деятельности школьника, направленной на его личностное и творческое развитие.

И, наконец, перечисленные особенности Scratch показывают влияние на развитие таких личностных качеств ученика:

ответственность и адаптивность;
коммуникативные умения;
творчество и любознательность;
критическое и системное мышление;
умения работать с информацией и медиа средствами;
межличностное взаимодействие и сотрудничество;
умения ставить и решать проблемы;
направленность на саморазвитие;
социальная ответственность.

Таким образом, в качестве способов организации внеучебной проектной научно-познавательной деятельности школьника можно выделить:

использование среды программирования Scratch в качестве системообразующего элемента;
выполнение научно-познавательных и творческих проектов междисциплинарного характера;
работа над выполнением проектов в разновозрастных группах.

К наиболее существенным особенностям предлагаемой модели внеучебной деятельности относится:

выполнение проектов в среде программирования Scratch (с возможностью впоследствии перейти к другим средам);
возможность как индивидуальной, так и групповой работы (в том числе в разновозрастныхгруппах);
работу на выбранном уровне сложности;
отсутствие жесткого регламента, что предполагает возможную необязательность посещения занятий, выполнения заданий и т. п., т. е. индивидуальную образовательную траекторию для каждого ученика;
безотметочная система оценивания;
свободный выбор тематики работы;
доведение проекта до защиты как одно из наиболее важных правил;
возможность свободно обмениваться мнениями, как внутри своей группы, так и с коллегами;
равноправие «научных» и «творческих» проектов.

Методика преподавания информатики в начальной школе является относительно новым направлением для отечественной дидактики. Хотя отдельные попытки обучения младших школьников и даже дошкольников имели место на раннем этапе проникновения информатики в школу, систематическое преподавание ведётся с начала 1990 годов. Ещё в 1980 году С. Пейперт разработал язык программирования ЛОГО, который был первым языком программирования, специально созданным для обучения детей младшего возраста. Работая на компьютере с этим программным средством, дети рисовали на экране различные рисунки с помощью исполнителя Черепашка. Через рисование они познавали основы алгоритмизации, а хорошая наглядность Черепашка позволяла обучать даже дошкольников. Эти эксперименты показали принципиальную возможность успешного обучения детей младшего возраста работе на компьютере, что в то время было достаточно революционным. Психологи считают, что развитие логических структур мышления эффективно идёт до 11 летнего возраста, и если запоздать с их формированием, то мышление ребёнка останется незавершенным, а его дальнейшая учеба будет протекать с затруднениями. Изучение информатики на раннем этапе обучения, наряду с математикой и русским языком, эффективно способствует развитию мышления ребенка. Информатика обладает большой формирующей способностью для мышления, и это необходимо всегда помнить учителю при планировании и проведении занятий.

Целесообразность привлечения программированного обучения и контроля в начальной школе не вызывает сомнения. Его преимущества: оперативность выявления качества знаний, широта сферы применения, стимулирование и активизация познавательной деятельности учащихся, экономия труда учителя, возможность осуществить дифференцированный подход, формировать у детей навык самостоятельной работы, контроля и самоконтроля, возможность адаптивного обучения и не только это - могут быть успешно использованы в обучении младших школьников. Если сравнить программу Little Wizzard - и Scratch» мы приходим к выводу: что программа Scratch позволяет младшему школьнику самому составляет программу. Программа Little Wizard предназначена для обучения детей основам знаний о главных элементах реальных компьютерных языков. А при создании программ в Scratch не требуется написания текстов программ на формализованных языках программирования, так как здесь предоставлены все необходимые графические средства для изображения данных и структур управления. Совмещая графические блоки, можно создать программу и запустить ее на выполнение в той же самой среде Scratch.

Список использованной литературы

1. Аляев Ю.А., Гладков В.П., Козлов О.А. Практикум по алгоритмизации и программированию на языке Паскаль: учебное пособие. -+ Финансы и статистика, 2007. - 528 с. 2. Аляев Ю.А., Козлов О.А. Алгоритмизация и языки программирования: учебно-справочное пособие. - М.: Финансы и статистика, 2007. - 320 с. 3. Батрашина Г.С. Игра как метод изучения моделей в начальной школе // Информатика и образование.- 2008, №8. - С.5-8. 4. Батршина Г.С. Формирование и развитие логико-алгоритмического мышления учащихся начальной школы // Информатика и образование.-2007. №9. -с.7-23. 5. Белова Г.В. Программирование в среде ЛОГО. Первые шаги. - М.: Солон, 2007 6. Белова Г.В. Программирование в среде ЛОГО. Первые шаги. - М.: Солон, 2007 7. Бин Нгуен. Объектно-ориентированное программирование на IBM Smalltalk. - М.: Диалог-МГУ, 1996. 8. Бокучава Т.П., Тур С.Н. Методическое пособие по информатике для учителей 2-4 классов. М.: BHV, 2007 9. Буйлова, Л. Н., Кленова, Н. В. Содержание дополнительного образования в школе. - Режим доступа: http://www.ucheba.com/met_rus/k_dopobraz/dop_obrazovanie.htm 10. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений - М.: Вильямс, 2008. 11. Великович Л., Цветкова М. Программирование для начинающих. - М.: Бином, 2007 12. Гейн А.Г. Информатика. 10 класс. Учебник. М.: Просвещение, 2008 13. Гейн А.Г., Сенокосов А.И., Юнерман Н.А. Информатика: Учебник для 10-11 классов общеобразовательных учреждений. - М.: Просвещение, 2005 14. Горячев А.В., Волкова Т.О., Горина т.и. Информатика в играх и задачах: Учебник-тетрадь для 2 класса четырехлетней начальной школы: В 2 томах. М.: Баласс, 2006 15. Еремин Е.А. Газета «Информатика». Среда Scratch - первое знакомство. - М.: Первое сентября, 2008 - №20 (573) - С. 17-24. 16. Еремин Е.А. Газета «Информатика». Среда Scratch - первое знакомство. - М.: Первое сентября, 2008 - №20 (573) - С. 16-28. 17. Ершов А.П. и др. Основы информатики и вычислительной техники. Учебник для 10-11-ых классов средних школ. - М.: Просвещение, 1985 18. Кнут Е. Дональд. Искусство программирования. Том 1. Основные алгоритмы. - М.: Вильямс, 2007 19. Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р. Алгоритмы. Построение и анализ. 2-е издание, 2007 20. Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р. Алгоритмы. Построение и анализ. 2-е издание, 2007 21. Программированное обучение и контроль в начальной школе [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://my-kuban.ru/?p=354