CC BY
13
Scientific journal ISSN 2413-158X (online)
PHYSICAL AND MATHEMATICAL EDUCATION ISSN 2413 1571 (Print)
Has been issued since 2013.
Науковий журнал
Ф1ЗИКО-МАТЕМАТИЧНА ОСВ1ТА
Видаеться з 2013.
http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/
Медведева М.О., Жмурко О.1., Криворучко 1.1., Ковтанюк М.С. Елементи подготовки майбутн1х учител'в ¡нформатики до застосування технологи формування Computational Thinking. Ф'!зико-математична освта. 2021. Випуск 1(27). С. 67-75.
Medvedieva M., Zhmurko O., Kryvoruchko I., Kovtaniuk M. Elements of training future teachers of informatics for the application of Computational Thinking technology. Physical and Mathematical Education. 2021. Issue 1(27). Р. 67-75.
DOI 10.31110/2413-1571-2021-027-1-011
УДК 378.018.8:373.5.011.3-051:004]:004.81:159.955-057.874
М.О. Медведева
Уманський державний педагогiчний унверситет iменi Павла Тичини, Укра1на
medvedeva-masha25@ukr.net ORCID: 0000-0001-9330-5185 О.1. Жмурко
Уманський державний педагогiчний унверситет iменi Павла Тичини, Украша
o.i.zhmurko@udpu.edu.ua ORCID: 0000-0003-1362-0623 1.1. Криворучко
Уманський державний педагогiчний унверситет iменi Павла Тичини, Украша
krivoruchkoi43@udpu. edu. ua ORCID: 0000-0002-9886-9315 М.С. Ковтанюк
Уманський державний педагогiчний унверситет iменi Павла Тичини, Украша
covtaniuk@gmail.com ORCID: 0000-0001-7059-6784
ЕЛЕМЕНТИ П1ДГОТОВКИ МАЙБУТН1Х УЧИТЕЛ1В 1НФОРМАТИКИ ДО ЗАСТОСУВАННЯ ТЕХНОЛОГИ ФОРМУВАННЯ
COMPUTATIONAL THINKING
АНОТАЦ1Я
Формування Computational Thinking у здобувач'в освти е одним з основних завдань сучасного педагога. Застосування технологи' формування Computational Thinking у навчанн1 майбутнх учителю ¡нформатики дозволить на практиц опанувати дану технологю та в майбутн1й професшнш д'яльностi впроваджувати в осв1тн1й процес.
Формулювання проблеми. Навички Computational Thinking та комп'ютерно! грамотности е незамнними для будь-яко1 людини незалежно в'д сфери ¡1'д'яльностi. Розумння студентами принцип1в та тдход'т до формування Computational Thinking, а також правильно п1д1бран1 форми, методи та засоби навчання дозволять пдготувати майбутнього фах1вця до впровадження технологи формування Computational Thinking учню пд час осв1тнього процесу, зокрема на уроках ¡нформатики.
Матер/'али i методи. Матер'шлом дослдження е процес проведення сери трешнг'т «Технологи формування Computational Thinking» в межах вивчення дисципл1ни «Методика навчання ¡нформатики» для студент/в, що навчаються за осв'тньо-профеайними програмами Середня освта (1нформатика), Середня освта (Математика. 1нформатика) та Середня освта (Ф'вика. 1нформатика). У досл'дженнi використан1 так методи як анал'в результат'в досл'джень, узагальнення досв'ду досл'днишв, опитування, анкетування, педагог1чне спостереження, синтез, ¡ндукц1я, дедукц1я, математико-статистичт методи.
Результати. В статт'1 окреслено змст основних принцип1в та п1дход1в до формування Computational Thinking. Описано досв1д впровадження технологи формування Computational Thinking за допомогою використання навчально1 гри MOON, що була розроблена унверситетом Деусто (1спан1я) пд час проведення навчальних трешнг'т.
Висновки. Узагальнюючи результати досл1дження можна стверджувати, що використання технологи формування Computational Thinking, зокрема навчально1 гри MOON, у форматi трен1нг1в сприяють формуванню зазначених навичок, позитивно впливають на атмосферу навчання та готують майбутнього педагога до профес1йно1' д'яльностi.
КЛЮЧОВ1 СЛОВА: Computational Thinking, методика навчання информатики, комп'ютерне мислення, обчислювальне мислення, комп'юта^йне мислення, вчитель iнформатики.
© М.О. Медведева, О.1. Жмурко, 1.1. Криворучко, М.С. Ковтанюк, 2021.
ВСТУП
Постановка проблеми. Вщповщно до Концепцп розвитку природничо-математично! освти (STEM-освiти) основними завданнями е: формування навичок розв'язування складних (комплексних) практичних проблем, критичного мислення, креативних якостей та когытивно! гнучкосп, органiзацiйних та комунтацмних здiбностей, вмiння оцiнювати проблеми та приймати ршення, готовностi до свщомого вибору та оволодiння майбутньою професiею, фiнансовоí грамотностi, цiлiсного наукового свтогляду, цiннiсних орiентирiв, загальнокультурно!, технолопчно'(, комунiкативноí i соцiальноí компетентностей та математично' i природничо'' грамотностi (Концеп^я розвитку природничо-математично'' освiти (STEM-освiти), 2020).
Навчальн методики та навчальнi програми природничо-математично' освти (STEM-освти) спрямованi на задоволення попиту на наукоемну освпу, формування актуальних на ринку прац компетентностей, а саме: когнiтивних навичок; навичок оброблення Ыформацп, iнтерпретацií та аналiзу даних; iнженерного мислення; науково-дослщницьких навичок; алгоритмiчного мислення та цифрово' грамотностi; креативних якостей та шновацмносл; технологiчних навичок; навичок комунiкацií (Про схвалення Концепцп, 2020). Розвитку цих компетентностей мае сприяти формування у здобувачiв освти навичок Computational Thinking, а сформувати ц навички зможе висококвалiфiкований фахiвець, зокрема вчитель шформатики. Отже, пiдготовка такого фахiвця мае стати в прюритет освiтньоí дiяльностi педагогiчного закладу вищоí освiти.
На сьогодн застосування iнформацiйних технологiй, зокрема комп'ютерноí технiки дозволяе розв'язувати велике коло завдань: вщ побутових до надскладних обчислень. При розв'язуваннi задач за допомогою комп'ютерiв iстотно змшюеться концепцiя самоí задачi, адже в и розв'язуваннi бере участь не лише студент, а й персональний комп'ютер. Новий стиль мислення передбачае кнування алгоритмiчного виконавця на вах етапах вiд постановки задачi до оформлення и розв'язання. Отож, навички Computational Thinking та комп'ютерноí грамотносп е незамiнними для будь-якоí людини незалежно вiд сфери и дiяльностi. Процес формування цих навичок повинен починатися на рiвнi дошкiльноí освiти i продовжуватися неперервно протягом усього життя людини.
Аналiз актуальних дослщжень. Дослiдженням поняття Computational Thinking та його розвитку присвячен прац зарубiжних та вiтчизняних учених, серед яких слщ вiдзначити: Жанетт ВЫг, Пола Керзона та Пiтера Макоуена, ям описували Computational Thinking, як споаб розв'язання проблем людьми, а не намаганням трактувати мислення людини як комп'ютера; Мяхей Сусло та Анну Квятковску, ям вiдносять Computational Thinking до основних навичок сучасно( дитини, таких як вмшня читати, писати та рахувати; Марину Хрипунову та Анну Балджи, ям розглядали практику формування Computational Thinking при професшному навчаны, на прикладi вивчення вищоí математики; Оксану Пасiчник, що дослiджувала поняття Computational Thinking, як складову шкiльного курсу iнформатики; бвгеыя Хеннера, який обГрунтував теоретичну значимкть Computational Thinking; Майкла Г. Воскоглу, який дослщжував Computational Thinking паралельно iз статистичним та критичним мисленням та iншi.
У сучаснiй педагопчнш науцi «Computational Thinking» рiзними науковцями перекладаеться по-рiзному i при цьому iнодi втрачаеться сутнiсть та сенс поняття. Украшомовы та росiйськомовнi автори вживають термiни «комп'ютерне мислення» (Systo&Kwiatkowska, 2013; Хрипунова&Балджи, 2018), «обчислювальне мислення» (Паачник, 2014; Хеннер, 2016; Воскоглу, 2020), «комп'ютацмне мислення» (Tykhonova&Koshkina, 2018) тощо. Ми вважаемо, що будь-який переклад не повыстю передае сутысть даного поняття, тому пропонуемо вживати термш в англомовнiй формi.
Мета статп. Метою статтi е описати елементи пщготовки майбутнiх учителiв Ыформатики до застосування технологи формування Computational Thinking.
МЕТОДИ ДОСЛ1ДЖЕННЯ
Матерiалом дослiдження е процес проведення серп тренiнгiв «Технологи формування Computational Thinking» в межах вивчення дисциплЫи «Методика навчання Ыформатики» для студентiв, що навчаються за освiтньо-професiйними програмами Середня освта (1нформатика), Середня освiта (Математика. 1нформатика) та Середня освiта (Фiзика. 1нформатика). У дослiдженнi використанi такi методи як аналiз результатiв дослiджень, узагальнення досвщу дослiдникiв, опитування, анкетування, педагопчне спостереження, синтез, iндукцiя, дедукцiя, математико-статистичн методи.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛ1ДЖЕННЯ
1снують рiзнi пiдходи до тлумачення поняття Computational Thinking.
Дослщження можливостей використання науки програмування в якост iнструменту для навчання започаткував математик Сеймур Пейперт у другш половин 60-х ромв ХХ столiття. Вiн трактував визначення Computational Thinking як пщхщ до розв'язування задач, що використовуе Ыформатичы методи (Пейперт, 1989).
Жанетт Вшг стверджувала, що Computational Thinking е найважлившою властивктю, яка необхiдна для кнування у сучасному свiтi. Computational Thinking означае мислити способами, ям допомогли б програмувати комп'ютер. Вона визначае це, як «процеси мислення, що беруть участь у формулюванн проблем та (х вирiшення, щоб рiшення були представленi у форм^ яка може ефективно здiйснюватися агентом обробки шформацп». «Computational Thinking передбачае виршення проблем, проектування систем та розумЫня поведiнки людини, спираючись на концепцп, фундаментальн для iнформатики. Computational Thinking включае цтий ряд розумових засобiв, якi вiдображають широту галузi iнформатики» (Wing , 2006).
Пол Керзон та Птер Макоуен пщ Computational Thinking розумiють не лише пошук розв'язкiв у виглядi алгоритмiв, а й набiр прийомiв, ям забезпечують ефективний засiб покращення життевих умов та осмислення свiту (Керзон&Макоуэн, 2018).
Мяхей Сусло та Анна Квятковска наголошують, що незважаючи на походження, Computational Thinking не зводиться до вивчення комп'ютерiв та комп'ютерних програм, хоча вони в^грають важливу роль у розв'язуванн задач. Computational Thinking - це зааб обмiрковування задач в комп'ютерних термшах. Вони вiдмiчають важливiсть
Computational Thinking, яке корисне майже у Bcix шкiльних предметах, так як воно дае розумЫня того, що може бути або не може бути обчислено (Systo&Kwiatkowska, 2013).
Марина Хрипунова та Анна Балджи пщ Computational Thinking розум^ть когытивний процес, що включае етапи: декомпозиция - аналiз даних - узагальнення результат - алгоритм розв'язування - мнцевий результат (Хрипунова&Балджи, 2018).
Отже, пщ Computational Thinking ми будемо розумти процеси мислення, що беруть участь у формулюваннi проблеми, II аналiзi та знаходженнi шляхiв и вирiшення таким чином, щоб рiшення можна було представити, зокрема i за допомогою комп'ютера, а споаб вирiшення був застосовний до вах завдань подiбного класу.
Формування Computational Thinking включае шмсть принципiв: лопчне мiркування та аналiз, алгоритми створен з iнструкцiй та правил, декомпози^я, закономiрнiсть, абстрагування, оцiнювання (рис. 1) та п'ять пiдходiв: дослiдження, створення, налагодження, наполегливкть, спiвпраця (рис. 2) (Barefoot).
Зупинимося докладные на принципах формування Computational Thinking, ям можна застосовувати пщ час освiтнього процесу, зокрема на уроках шформатики.
Лопчне мiркування та аналiз допомагають прийти до бтьш повного розумiння предмета; в основi лежить можлив^ь пояснити, чому щось е таким, яким воно е. Наприклад, в комп'ютерi кожна виконана дiя зводиться до лопчних операцiй на основi електричних сигналiв; iнженери-програмiсти постiйно використовують лопчы мiркування (розробляючи новий ефективний код, вони спираються на моделi функцюнування комп'ютерного обладнання, операцiйних систем та мов програмування; пщ час тестування нового програмного забезпечення, пошуку помилок та Тх виправлення вони також будуть покладатися на логiчнi мiркування).
Принципи формування Computational Thinking
к I
Л . « «I (U ГО — I шс; т >го
о? " о н
Q.
и
н
и
'х
£1
S
о
I
о
к
го
З
-
к
I
I
го
в
^
го
а
1-
с
ю
А
—
г
I
01
а
о >S
в н 'и и
с в
и S н > Ор 1- u го а п
и го
о, о (0 н
^ г
А
Рис. 1. Принципи формування Computational Thinking
Алгоритми створен з шструкцш та правил. Алгоритм - це послщовнкть iнструкцiй або набiр правил для того, щоб щось зробити; алгоритми написан для людини, а не для розумшня комп'ютером (цим алгоритми вiдрiзняються вщ програм); iнформатики прагнуть до алгори^в, якi вирiшують проблеми найбiльш ефективно - отримуючи максимально точнi результати в найкоротший час, з найменшою кiлькiстю ресурсiв (пам'ятi чи часу).
Декомпозищя в обчисленнях - це процес розбиття завдання на меншм, бiльш керованi частини; допомагае нам керувати великими проектами i робить процес виршення складно! проблеми менш важким i набагато легшим для сприйняття; завдання може вирiшувати ктька людей, якi працюють разом у команда i кожен учасник вносить сво! власнi ^деТ та навички в окремi аспекти проекту; для обчислювально! технiки декомпозицiя не е унтальною, це цiлком стандартне ршення в технiцi, дизайнi та управлшы проектами.
Закономiрнiсть: виявляючи закономiрностi, ми можемо створювати правила та виршувати бiльш загальнi проблеми.
Дiти помiчають закономiрностi реагування вчителiв на !х поведшку. Схеми погоди входять у нашл прогнози. У математицi учнi можуть вимiряти площу прямокутника, намальованого на мЫметровому паперi, пiдрахувавши кiлькiсть одиничних квадра^в всерединi нього, але це може бути важко або довго для прямокутнимв, ям е великими. Бтьш елегантне - помножити довжину прямокутника на ширину - i це добре працюе для вах прямокутнимв. Коли учнi запам'ятають цю формулу, то за !! допомогою обчислити площу буде набагато швидше, ыж пiдрахувати квадрати. В обчисленнях метод пошуку загального пщходу до класу задач називаеться узагальненням.
1нформатики прагнуть швидко i ефективно виршувати проблеми, i вони шукають методи, застосовн в iнших мiсцях. Якщо вони бачать шаблон в алгоритму вони намагатимуться створити единий модуль повторюваного коду, який iнодi називають функцiею або процедурою - багато мов програмування мають спiльнi бiблiотеки загальних функцiй. Розпiзнавання закономiрностей у вхщних даних в^д^грае важливу роль у машинному навчаны. Це важливе застосування шформатики, яке вщграе важливу роль у системах, серед шшого, алгоритмiчно,i торгiвлi на фондовому ринку та розтзнавання облич та номерних знамв транспортних засобiв.
Абстрагування. Абстрак^я полягае у спрощеннi речей - визначенн важливого, не надто турбуючись про деталГ Шкiльний розклад - це абстрак^я того, що вщбуваеться за типовий тиждень. В^н показуе ключову iнформацiю про класи, вчот^в, аудиторп та час, але ^норуе подальшi рiвнi деталей, як-от цЫ та дiяльнiсть.
Абстракцiя дозволяе нам думати про речi з рiзним ступенем деталiзацíi. Це потужний шструмент в галузi iнформатики, де вш використовуеться для управлiння складнiстю бтьшосп того, що розроблено та створено.
Ми можемо сприймати абстракцп як Kyni або коробки всередин коробок, що дозволяють нам ^норувати те, що вiдбуваeться всерединi кожно''' з них. Програмне забезпечення мктить шари коду, кожен з яких приховуе складнiсть наступного. Ми можемо розглядати елементи обладнання як «чорн ящики», нехтуючи 'хньою внутрiшньою роботою, якщо не вирiшимо заглянути глибше.
Учнi також можуть розвивати абстрактне мислення тд час гри в комп'ютерн ^гри, розумiючи, що ц iнтерактивнi симуляцп базуються на реальному житп, але е простiшими.
Оцшювання. Оцiнка полягае у винесеннi суджень, де це можливо, об'ективно та систематично. Щодня ми приймаемо судження про те, що робити i що думаемо, виходячи з ряду факторiв. Розглядаючи новий цифровий пристрм для класно!' кiмнати, iснуе ряд критерпв: операцiйна система, портативнiсть, обсяг пам'ят^ розмiр екрану, простота використання, гаранта тощо.
Оцiнка полягае в оцЫюваны якостi, результативностi та ефективност продукцп, рiшень, процесiв та систем. Ми з'ясовуемо, чи вщповщають вони певнш метi. Одним iз пiдходiв може бути розгляд конкретних критерпв, наприклад, цЫ чи специфiкацií проекту або потреб користувачiв. В шформатиц оцiнка е систематичною та суворою.
Водночас для реалiзацií цих принцитв застосовують вiдповiднi пiдходи до формування Computational Thinking.
Дослщження використовуеться для того, щоб дiзнатися щось нове i як це працюе. Це ткно пов'язано з логiчними мiркуваннями. Учнi накопичують причинно-наслiдковi зв'язки: «Якщо я зроблю це, то вщбудеться це». Це велика частина самоспйного навчання без керiвництва викладача. Для маленьких дтей це життево важлива фаза експеримен^в, заснована на ^рах, повна питань та сюрпризiв. 1де!', якi здаються неправильними, можна випробувати лише, щоб подивитися, що станеться.
-
Пщходи до формування Computational Thinking
к
I
I
01
а
о
<0
1-
и
V
те
I
I
01
X
ч
о
ш
е;
го
X
те
J
(0
Q.
С
.£9
'с
и
Рис. 2. Пщходи до формування Computational Thinking
Для дорослих - це цтеспрямована дiяльнiсть, часто шляхом випробувань та вдосконалення. Це допомагае нам бачити, що в нашому використанн технологи йдеться про розвиток власного розумшня, а не про отримання «правильно!'» вщповд ми можемо робити щось по^зному. Використовуючи технологiю, з якою ми поспiлкувались, ми, швидше за все, будемо вщкрит до нових та шновацшних рiшень.
Свобода дослщжувати в безризиковому середовищi породжуе впевнеысть i позитивне ставлення. Вiдкритi запитання та завдання заохочують творчi здiбностi, рiзноманiтнi iдеí, здатнiсть дивитись на речi з багатьох рiзних сторн Програмiсти часто спочатку дослiджують новi технологи, щоб ознайомитись з тим, як вони працюють, i отримати уявлення про те, як !'х можна використовувати. Програмне та апаратне забезпечення з кожним роком оновлюеться все швидше. I користувач^ i розробники повинн бути вщкритими для частих i швидких дiй. Впевнеысть у майстерностi допомагае розглядати змши як можливiсть, а не як небезпеку, дозволяючи нам постшно оновлювати сво'' навички та використовувати новi технологи. Це також формуе наполегливкть.
Тому потрiбно видiляти час для того, щоб учн дослiджували. Вони можуть: випробовувати програмне забезпечення, перш ыж застосовувати його для розв'язання певних завдань; переглянути мову програмування, якою вони не користувались деякий час; погратися новим цифровим пристроем; поекспериментувати з вiзуальними мовами програмування, такими як Scratch, Kodu та StarLogo, або з фiзичними пристроями, такими як Lego Wedo, Makey Makey, Arduino та Raspberry Pi.
Незалежно вщ мови програмування чи пристрою, потрiбно, щоб учн використовували вщкриту технологiю, аби зрозумiти, як вона працюе та для чого використовуеться. Викладач може подтитися сво'м досвщом (наприклад, як користуватись новим мобтьним телефоном) i попросити учыв подiлитися власним досвiдом. У такий споаб ми розвиваемо уяву та креативысть в учнiв, заохочуючи 'х випробувати новi iдеí - навгть тi, якi в кiнцевому результат не е функцiональними або застосовними в 'х безпосередньому контекстi.
Створення - це задумка та створення речей. Програмне забезпечення та цифровi носи дають можливкть для творчосп, i, опановуючи програмнi засоби та цифровi пристро'', ми розвиваемо впевнеысть, компетентнiсть та незалежнiсть, якi ми можемо використовувати граючись, експериментуючи та цтеспрямовано для вираження сво'х щей та думок.
Програмування саме по собi е творчим процесом. У нас е ще'| щодо того, що ми хотти б зробити чи виршити, проаналiзувати проблему, розробити, написати та налагодити необхщний код та оцшити те, що ми створили.
1нформатика не е лише академичною дисциплiною: це практична, прикладна шженерна дисциплiна, що створюе рiшення для реальних проблем та забезпечуе можливост у рiзних сферах життя. Процес створення речей також е потужним засобом навчання.
Налагодження. Якщо помилки - це помилки в алгоритмах та код^ то налагодження - це процес '¡х пошуку та виправлення, який часто може зайняти набагато бтьше часу, ыж спочатку написання коду. Можуть бути помилки в лопц або синтаксисi. Ми можемо розглядати помилки в лопц як частини кторп, де сюжет не мае сенсу, а помилки в кодуванн та синтаксис як погану орфографю пунктуацiю та граматику. Пщ час налагодження може бути корисним вщображення вмiсту будь-яких змшних у нашiй програмi, щоб допомогти нам зрозумiти, що вiдбуваеться пщ час ¡¡' роботи.
Ми пропонуемо просту послiдовнiсть з чотирьох кромв для налагодження, пiдкрiплену логiчними мiркуваннями:
1. Передбачте, що мае статися.
2. З'ясуйте, що вщбуваеться.
3. Попрацюйте там, де щось тшло не так.
4. Виправте це.
Складний код, який програмкти пишуть, часто працюе не за призначенням. 1снуе дуже рiзноманiтна заява про кшьмсть зусиль, часу та грошей, витрачених на налагодження комерцмних проек^в. Зазвичай налагодження та тестування становлять 50-75% вщ вартостi проекту.
Наполегливкть. Наполегливiсть, рiшучiсть, витривалiсть, завзятiсть - синоыми до словосполучення «школи не здаватися». Комп'ютерне програмування важке. Це е частиною його привабливостi - написання елегантного та ефективного коду е Ытелектуальним завданням, що вимагае не лише розумшня щей кодованих алгорт^в та мови програмування на якш ви працюете, але й готовност наполегливо ставитися до чогось, що часто бувае досить складно, а часом i дуже розчаровуе.
Щоб розвивати досвщ у чомусь складному, нам потрiбно наполегливо практикуватись, тренуватись та репетирувати. Це стосуеться багатьох сфер людських зусиль: мистецтва, музики, танщв, спорту, шахiв, дослщжень, комп'ютерних iгор, програмування тощо.
В обчислювальшй технiцi та в Ыших системах, завдання та проблеми можуть бути складними, ¡х контекст незнайомим. Можливо, нам доведеться спробувати багато варiантiв або використовувати новi для нас технологи; нам може навпъ знадобитися змшити свiй звичний, швидкий та iнту¡тивний спосiб мислення на щось бтьш повiльне, бiльш обдумане та лопчне. 1нформатики потребують якостей терпшня, витримки та терпимостi до розгубленосп. Граючи у складну комп'ютерну гру, iснуе щiльний цикл зворотного зв'язку причинно-наслщкових зв'язкiв, який деяк порiвнюють iз процесом кодування та налагодження: i геймери, i програмкти повiдомляють про стан «потоку», в якому вони повыстю зануренi в свою вщповщну дiяльнiсть, зосередженi на тому, щоб закшчити гру або виршити проблему.
Спiвпраця означае ствпрацю з iншими, i завдяки ¡й часто досягаються найкращi результати. Вчот^ радяться, планують, дiляться досвiдом, щоб розвивати найкраш^ практики. Спiвпраця спонукае нас наполегливо виконувати завдання, як в шшому випадку можуть здатися занадто заплутаними або складними. 1нформатики та iнженери програмного забезпечення часто використовують чи вдосконалюють роботу та кодування Ыших, i це значно проспше в програмному забезпеченнi з вщкритим кодом.
Пiд час програмування багато хто розглядае «парне програмування» як особливо ефективний споаб написання коду, коли два програмкти мають сптьний екран та клавiатуру. Як правило, один програмкт виступае в ролi «драйвера», маючи справу з деталями кодування, тодi як шший виконуе роль «нав^атора», розглядаючи загальну картину та пропонуючи вказiвки. Обидва регулярно мЫяються мiсцями, тому обидва накопичують досвщ у кожшй ролГ
Задачi та системи розкладаються на окремi завдання. У розробцi програмного забезпечення беруть участь рiзнi команди з рiзних спецiальностей, якi працюють разом. На прикладi комп'ютерно' гри спецiалiзацiя включае програмування, дизайн гри, мистецтво та аымацю Команди залежать i вiдповiдають один перед одним, тому ефективне спткування е життево важливим. Iнтернет-iнструменти та вебсайти, там як Google Docs та GitHub, дозволяють сптьно використовувати та одночасно редагувати файли спiвавторiв, якi можуть знаходитися у рiзних куточках свпу. У багатьох сучасних розробках програмного забезпечення ^енти вважаються частиною розширено' команди розробникiв, що допомагае удосконалювати программ рiшення.
Використання цих принцитв та пiдходiв спрямоване на формування та розвиток Computational Thinking учшв пщ час освiтнього процесу, а Ыструментами у цьому слугуе створення та/або використання як пщручних засобiв (папiр, ручка i т. п.), так i спецiальних настiльних ^ор, комп'ютерних iгор, симуляцiй тощо.
Рис. 3. Треншги «Технологи формування Computational Thinking» для студентiв
В рамках вивчення дисциплши «Методика навчання шформатики» студентам, що навчаються за ocbîthwd-професшними програмами Середня освта (1нформатика), Середня освта (Математика. 1нформатика) та Середня освта (Фiзика. 1нформатика) було проведено сер^ тренiнгiв «Технологи формування Computational Thinking» та запропоновано розробити фрагмент заняття з шформатики для учнiв 10-11 клаав при вивченнi вибiркового модуля «Математичн основи iнформатики», використовуючи навчальну гру MOON, що була розроблена уыверситетом Деусто 1спаыя (http://compus.deusto.es/). Впровадження технологй формування Computational Thinking вщбувалося вщповщно до прослуханих тренiнгiв в рамках мiжнародного проекту «Модернiзацiя педагопчно!' вищо!' освiти з використання шновацшних iнструментiв викладання» (MoPED) - №586098-EPP-1-2017-1-UA-EPPKA2-CBHE-JP, що дiе в рамках програми £С Еразмус + КА2 - Розвиток потенщалу вищо!' освiти, що були проведен з 11 по 16 березня 2019 року на базi ДВНЗ «Переяслав-Хмельницький державний педагопчний унiверситет iменi Григорiя Сковороди» вщ партнерiв з Унiверситету Дуесто (м. Бтьбово, 1спан^я).
MOON - це навчальна гра, де гравц iмiтують простий комп'ютер, вчаться рахувати у двшковому режимi, виконують логiчнi операцп i дiзнаються, як працюе комп'ютер. Можна роздрукувати картки, як знаходяться у втьному доступi (рис. 4) та грати в насттьну гру, а можна скористатися 1нтернет-вераею для гри на комп'ютерi або на шших гаджетах (рис. 5).
Рис. 4. Приклад карток для гри MOON
Рис. 5. 1нтернет-верая гри MOON
Шсля треншпв було проведено опитування, в якому брали участь 20 студенев. Студентам було запропоновано оцшити за шкалою вщ 1 до 10, де 1 - зовам неважливо, а 10 - дуже важливо, таю ключовi моменти використання технологй' формування Computational Thinking:
- необхщшсть впровадження та використання таких шновацшних педагопчних технологш як Computational Thinking в освтьому процес в утверситет^
- доцтьысть IX використання в осв1тньому процес1 у закладах загально! середньо! осв1ти;
- р1вень зацтавленосп в залежност в[д використаного засобу навчання;
- р1вень задоволеност в[д застосування тако! технологи пщ час вивчення дисциплЫи «Методика навчання шформатики».
Результати опитування представлен! на д1аграмах (рис. 6). Загалом вщсоток сприйняття дано! технологи, розумЫня II важливост у навчанн майбутнього поколшня серед майбутых учител1в ¡нформатики, досить високий. Також дана технолопя дозволила студентам удосконалити ранше набут навички виконання лопчних операцш в двмковм систем! числення. Позитивний настрм вщчувався як у використанн картково! верси гри, так i у проходженн гри на комп'ютерГ Проте, у спткуваны деяк студенти висловили думку, що в наш час, коли майже вся д1яльысть вчителя тим чи ¡ншим чином пов'язана з комп'ютером, карткова гра здаеться бтьш привабливою.
Рис. 6. Результати опитування студенев, що брали участь у треншгах
ВИСНОВКИ ТА РЕЗУЛЬТАТИ ПОДАЛЬШОГО ДОСЛ1ДЖЕННЯ
Отже, формування та розвиток Computational Thinking y4HiB п^д час ocBiTHboro процесу можливе зокрема використанню шновацмних технологiй. Так, використання навчально! гри MOON, у формам TpeHiHriB, сприяе формуванню навичок Computational Thinking, позитивно впливае на атмосферу навчання та готуе майбутнього педагога до професшно!' дiяльностi.
Узагальнюючи вище сказане, ми вважаемо, що лише пщготовлений фахiвець, який знае суть проблеми i3 середини, здатний запалити, мотивувати та навчити сучасного учня, який здебтьшого шформацшно перенасичений настiльки, що немае фiзичноí та емоцiйноí можливостi сприймати корисний навчальний матерiал. Вчитель повинен прилаштовуватися до реалiй сьогодення i намагатися допомогти майбутньому поколiнню бути готовому до виршення всiх проблем i завдань, якi можуть постати перед ним як зараз, так i в майбутньому.
Список використаних джерел
1. Computational Thinking Concepts and Approaches. Barefoot. URL: https://www.barefootcomputing.org/concept-approaches/computational-thinking-concepts-and-approaches (дата звернення: 10.10.2020).
2. Moon. URL: http://compus.deusto.es/ (дата звернення: 11.10.2020).
3. Systo M.M., Kwiatkowska A.B. Informatics for All High School Students, A Computational Thinking Approach, in: Diethelm I., Mittermeir R.T. (eds.). ISSEP 2013, LNCS 7780, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2013. P. 43-56.
4. Systo M.M., Kwiatkowska A.B. Преподавание математики с опорой на компьютерное мышление. Компьютерные инструменты в школе, 2013. С. 3-14.
5. Тихонова Т. В., Кошкша Г. Л. Computational thinking як сучасний освп>лй тренд. Електронне наукове фахове видання «Вщкрите освп>ш е-середовище сучасного уыверситету». 2018. № 5. С. 210—221.
6. Wing J.M. Research notebook: computational thinking - what and why? URL: http://link.cs.cmu.edu/article.php?a=600.
7. Wing J.M. Computational thinking. Comm. ACM 49(3), 2006. P. 33-35.
8. Керзон П., Макоуэн П. Вычислительное мышление: новый способ решать сложные задачи : пер. с англ. Москва, 2018. 266 с.
9. Про схвалення Концепцп розвитку природничо-математично! освти (STEM-освти) : Розпорядж. вщ 05.08.2020 р. № 960-р. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws^how/960-2020-р#n8 (дата звернення: 15.12.2020).
10. Майкл Г. Воскоглу. Способи мислення при виршены проблем. Ф'зико-математична oceima. 2020. Випуск 3(25). Частина 1. С. 11-18.
11. Паачник О. В. Розвиток алгоримiчного мислення на уроках шформатики. Комп'ютер у школ'1 та ciM'i. 2014. № 7. С. 1318.
12. Пейперт С. Переворот в сознании: Дети, компьютеры и плодотворные идеи: Пер. с англ. / Под ред. А. В. Беляевой, В. В. Леонаса. М.: Педагогика, 1989. 224 с.
13. Хеннер Е. К. Вычислительное мышление. Образование и наука. 2016. № 2 (131). С. 18-33.
14. Хрипунова М.Б., Балджы А.С. Формирование компьютерного мышления при профессиональном обучении в вузе. Современная математика и концепции инновационного математического образования. 2018. №1. С. 381-388.
References
1. Computational Thinking Concepts and Approaches. (n.d.). Barefoot. Retrieved from: https://www.barefootcomputing.org/concept-approaches/computational-thinking-concepts-and-approaches.
2. Moon. Retrieved from: http://compus.deusto.es/
3. Systo, M.M. & Kwiatkowska, A.B. (2013). Informatics for All High School Students, A Computational Thinking Approach, in: Diethelm I., Mittermeir R.T. (eds.), ISSEP 2013, LNCS 7780, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 43-56.
4. Systo, M.M. & Kwiatkowska, A.B. (2013). Prepodavanie matematiki s oporoj na komp'juternoe myshlenie [Teaching mathematics based on computer thinking]. Kompjuternye instrumenty v shkole - Computer tools at school, 3-14 [in Russian].
5. Tykhonova, T. V. & Koshkina, H. L. (2018). Computational thinking yak suchasnyi osvitnii trend [Computational thinking as a modern educational trend]. Elektronne naukove fakhove vydannia «Vidkryte osvitnie e-seredovyshche suchasnoho universytetu» - Electronic scientific professional publication "Open educational e-environment of a modern university'", 5, 210221. https://doi.org/10.28925/2414-0325.2018.5.210221/ [in Ukrainian].
6. Wing, J.M. Research notebook: computational thinking - what and why? Retrieved from: http://link.cs.cmu.edu/article.php?a=600.
7. Wing, J.M. (2006). Computational thinking, Comm. ACM 49(3), 33-35.
8. Kerzon, P., Makoujen, P. (2018). Vychislitel'noe myshlenie: novyj sposob reshat' slozhnye zadachi [Computational thinking: a new way to solve complex problems] (per. s angl.). Moskva [in Russian].
9. Pro skhvalennia Kontseptsii rozvytku pryrodnycho-matematychnoi osvity (STEM-osvity): Rozporiadz. 05.08.2020 r. № 960-r. [On approval of the Concept of development of natural and mathematical education (STEM-education): Order of the Cabinet of Ministers of Ukraine of August 5, 2020 № 960-r.]. (n.d.). zakon.rada.gov.ua. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/960-2020-р#n8 [in Ukrainian].
10. Voskoglou Michael Gr. (2020). Modes Of Thinking In Problem Solving. Physical and Mathematical Education, 3(25), 1, 11-18.
11. Pasichnyk, O. V. (2014). Rozvytok alhorymichnoho myslennia na urokakh informatyky [Development of algorithmic thinking in computer science lessons]. Kompiuter u shkoli ta simi - Computer at school and family, 7, 13-18 [in Ukrainian].
12. Pejpert, S. (1989). Perevorot v soznanii: Deti, komp'jutery i plodotvornye idei [A Revolution in Consciousness: Children, Computers, and Fruitful Ideas] (per. s angl.) Moskva [in Russian].
13. Henner, E. K. (2016). Vychislitel'noe myshlenie [Computational thinking]. Obrazovanie i nauka - Education and Science, 131, 18-33 [in Russian].
14. Hripunova, M.B. & Baldzhy, A.S. (2018). Formirovanie komp'juternogo myshlenija pri professional'nom obuchenii v vuze [Formation of computer thinking in vocational training at a university]. Sovremennaja matematika i koncepcii innovacionnogo matematicheskogo obrazovanija - Contemporary mathematics and the concepts of innovative mathematics education, 1, 381-388 [in Russian].
ELEMENTS OF TRAINING FUTURE TEACHERS OF INFORMATICS FOR THE APPLICATION OF COMPUTATIONAL THINKING
TECHNOLOGY
Mariia Medvedieva, Oleksandr Zhmurko, Inna Kryvoruchko, Maksym Kovtaniuk
Pavlo Tychyna Uman State Pedagogical University, Ukraine
Abstract. The formation of Computational Thinking in students is one of the main tasks of a modern teacher. The application of the technology of forming Computational Thinking in the training of future computer science teachers will allow to master this technology in practice and to implement it in the educational process in the future professional activity.
Formulation of the problem. Computational Thinking and computer literacy skills are indispensable for anyone, regardless of their field of activity.
Students' understanding of the principles and approaches to the formation of Computational Thinking, as well as properly selected forms, methods and teaching aids will prepare future professionals to implement the technology of forming Computational Thinking students during the educational process, including computer science lessons.
Materials and methods. The material of the research is the process of conducting a series of trainings "Technologies of formation of Computational Thinking" within the study of the discipline "Methods of teaching computer science" for students enrolled in educational and professional programs: Secondary education (Informatics), Secondary education (Mathematics. Informatics) and Secondary education (Physics, Informatics). The study used such methods as analysis of research results, generalization of researchers' experience, surveys, questionnaires, pedagogical observation, synthesis, induction, deduction, mathematical and statistical methods.
Results. The article outlines the content of the basic principles and approaches to the formation of Computational Thinking. The experience of implementing Computational Thinking technology using the MOON educational game, which was developed by the University of Deusto (Spain) during the training, is described.
Conclusions. Summarizing the results of the study, it can be argued that the use of Computational Thinking technology, in particular the educational game MOON, in the format of training contributes to the formation of these skills, positively affect the learning atmosphere and prepare future teachers for professional activities.
Key words: computational thinking, methods of teaching computer science, computer thinking, computational thinking, computer science teacher.
This work is licensed under Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
