CC BY
56
ISSN 1991-5497. МИР НАУКИ, КУЛЬТУРЫ, ОБРАЗОВАНИЯ. № 3 (76) 2019
УДК 378
Smirnova M.O., Cand. of Sciences (Pedagogy), senior lecturer, Astrakhan State University (Astrakhan, Russia), E-mail: mosmir1@gmail.com
Smirnov A.P., Cand. of Sciences (Physics, Mathematics), senior lecturer, Astrakhan State University (Astrakhan, Russia), E-mail: apsmir@yandex.ru
Favorskaya E.A., teaching assistant, Astrakhan State University (Astrakhan, Russia), E-mail: favorskayaea@mail.ru
FORMATION OF METHODICAL SKILLS OF FUTURE INFORMATICS TEACHERS UNDER THE ORGANIZATION OF OUT-OF-CLASS WORK ON LEARNING ALGORITHMIZATION AND PROGRAMMING IN SCHOOL. The possibilities of forming methodological skills of future teachers of computer science during their higher education are reviewed. It is proposed to use a complex of professional training disciplines, not only the discipline "Methods of Computer Science Teaching", and create conditions for systematic and purposeful activities to ensure the implementation of tasks with a methodological focus. The task that allows to explore the capabilities of the branch construct in the Scratch visual programming environment in conducting extracurricular work in 5-6 grades is presented. The fragment of methods of studying the branch construct is described. The use of such exercises as a description of its own methodological approach to the study a fragment of the theme allows you to create methodological commitment and creativity of future teachers of informatics.
Key words: methodical skills, extracurricular activities, Scratch visual programming environment, algorithm, branch construct.
М.О. Смирнова, канд. пед. наук, доц. каф. прикладной математики, информатики и управления качества, Астраханский государственный университет, г. Астрахань, Е-mail: mosmir1@gmail.com
А.П. Смирнов, канд. физ.-мат. наук, доц. каф. прикладной математики, информатики и управления качества, Астраханский государственный университет, г. Астрахань, Е-mail: apsmir@yandex.ru
Е.А. Фаворская, ассистент каф. прикладной математики, информатики и управления качества, Астраханский государственный университет, г. Астрахань, Е-mail: favorskayaea@mail.ru
ФОРМИРОВАНИЕ МЕТОДИЧЕСКИХ УМЕНИЙ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ИНФОРМАТИКИ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ВНЕКЛАССНОЙ РАБОТЫ ПО ОБУЧЕНИЮ АЛГОРИТМИЗАЦИИ И ПРОГРАММИРОВАНИЮ В ШКОЛЕ
В статье рассмотрены возможности формирования методических умений будущих учителей информатики при обучении в высшей школе. Предлагается использовать комплекс дисциплин профессиональной подготовки, а не только дисциплину «Методика обучения информатики», и создавать условия для систематической и целенаправленной деятельности по обеспечению выполнения заданий с методической направленностью. Представлено задание, позволяющее изучить возможности команды ветвления в среде визуального программирования Scratch при проведении кружковой работы в 5-6 классах. Описан фрагмент методики изучения данной команды. Использование таких упражнений, как описание собственного методического подхода к изучению фрагмента темы, позволяет формировать методическую готовность и творческую активность будущих учителей информатики.
Ключевые слова: методические умения, внеклассная работа, среда визуального программирования Scratch, алгоритм, команда ветвления.
Методические умения будущих учителей информатики, обучающихся в магистратуре или бакалавриате являются одним из основных компонентов их подготовки и определяются готовностью к разработке и реализации методических моделей, методик, технологий и приемов обучения, к анализу результатов процесса их использования в организациях, осуществляющих образовательную деятельность [1].
Дисциплинами, в рамках которых формируются методические умения у будущих учителей информатики, могут выступать: методика изучения информатики, ИТ в образовании, курсы по выбору, например, «Организация внеклассной работы в школе», учебные и производственные практики [2].
Систематическое выполнение упражнений на выделение основных понятий по изучаемой теме, разработку вопросов и заданий для входного контроля знаний и умений, подбор электронных образовательных ресурсов, размещенных в сети Internet, описание методики изложения материала по изучаемой теме (содержание, логика введения понятий, последовательность заданий, проблемные вопросы, методы и формы работы), разработку системы разноуровневых заданий для индивидуальной, парной и групповой работы, критериев оценивания, подготовку кейсов и проектных заданий не должны быть связаны только лишь с одной дисциплиной «Методика преподавания информатики». Целесообразно осуществлять учебную деятельность по формированию методической готовности будущих учителей к проведению как урочной, так и внеклассной работы, в блоке перечисленных выше дисциплин.
Наиболее сложным для будущих учителей является моделирование и описание собственной методики обучения как для урочной работы, так и для внеклассной работы.
Изучение раздела «Алгоритмизация и программирования» является одним из наиболее сложных для освоения учащимися на всех этапах обучения в школе. Следовательно, этот раздел требует особых методических знаний и умений учителя информатики, а также владение различными методами и организационными формами проведения занятий.
Авторы М.В. Коломина, РА. Исимбаева предлагают использовать сервис LearningApps.org при изучении данного раздела, разработали интерактивные задания по различным темам [5]. Рассмотрим еще один из вариантов задания для будущих учителей информатики и его результат выполнения на примере обучения использованию команды ветвления в среде визуального программирования Scratch [3] при проведении кружковой работы в 5-6 классах.
Обучение в среде Scratch формирует алгоритмический, логический и комбинаторный типы мышления, повышает творческую активность и самостоятельность школьников, позволяет проводить пропедевтику обучения программированию у младших школьников [4].
Одной из основных алгоритмических конструкций при изучении программирования является ветвление, которая является основой для создания более сложных алгоритмов [6; 7].
Одним из примеров начала обучения может служить задача выбора определенного варианта происходящих событий из нескольких возможных, организованная в игровой форме. Для такой деятельности можно подбирать упражнения, с ограниченными условиями, что позволит учащимся сосредоточиться на основной теме занятия.
Необходимо поставить задачу перед будущими учителями: описать фрагмент собственной методики обучения использованию алгоритма ветвления путем применения только двух команд из блока Контроль и создания системы задач с разными уровнями сложностями.
Будем считать, что к данному моменту обучения учащиеся владеют командами из блока Движения (перейти в конкретные координаты, идти х шагов), блока Внешность (показаться, спрятаться).
Предлагается исходная задача для учащихся: запрограммировать двух персонажей (спрайтов) таким образом, чтобы при нажатии одной кноПК-и на клавиатуре на поле игры (сцене) появлялся один объект, при нажатии другой -совершенно иной. Например, при нажатии единицы на клавиатуре персонаж Собака движется вперед и касается стола, где должен появиться объект Торт, при нажатии цифры два на клавиатуре аналогичные действия совершает персонаж Лошадь и тогда на сцене появляется объект Яблоко (движение персонажей может быть запрограммировано заранее, чтобы учащиеся не отвлекались от основной цели урока).
Учитель помогает учащимся смоделировать ситуацию и стимулирует дискуссию, где обсуждаются возможные варианты решения данной задачи. Совместное обсуждение приводит учащихся к выводу что самый оптимальный способ применить конструкцию «Если..., то...».
pi
если касается Собака • ? .то 1
изменить косном на тарт ■
■показаться 1
1 1
Рис. 1. Код и результат его выполнения для персонажа Собака
ISSN 1991-5497.МИР НА^КИ.К^ЛЫ^е^^Ы, ОБРАЗОВАНИ2. № 3 (76) 2019
спрятаться ■ перейти в ¡с ^^р
ecmj£ касается С<№ика » ? Хта I изменить костюмнатлртк I показаться I
хли ссжтси Пошадь » 7 .то искниокостюмна нбпоко * пмаишо I '
Проверив выполнение программы, между учащимися следует организовать обсуждение того, что функционирование персонажей не изменилось, но кода стало меньше, что дает повод говорить о важности оптимального выбора решения при посоедующемизучении программирования.
Для дальнейшего формирования умений учащихся при использовании ус-ловноИконструкциипмедлагаетср усложнитьзадачмиввесеи таетиу пррсонаж Птицу реакция на действия которого будет аналогична реакции на действия пер-нонажаЛошадь.Дледуяиптого, что укащиечя идею зпакпмыс пнльымалгорит-им ватклекпя, для ьиуне стставит урдаа почянь,ятудоуыднятнье н^ну, так как персонаж Птица также попадает в понятие «иначе».
Слодующиюзтяпмммвляеосувыпилнмние япт^некиИнмзадлнке юру ственных действий для каждого персонажа. Например, чтобы при нажатии цифры триьа кжавиатуре птостниж Птицт к^с^ю^суктот итад плятлялтя ордект Банан. Путём обсуждения учащиеся приходят к выводу что двух вариантов раз-внтияуоРытий,крадтагаумыа гоисерткиимй«Еиля..., и^а.и^ж^т^ж^я решения поставленной задачи, что ведет к такому понятию как «вложенная условная конструкция».
Рис. 2. Код с двумя условными конструкциями для обоих персонажей
Условие выполняется при осуществлении определённых действий объектами программы, которые представлены на рисунке 1. Благодаря визуальному представлению осуществляемых шагов в среде Scratch учащимся легче понять, к каким результатам приводят их манипуляции с кодом программы, что влечёт за собой лучшее понимание работы алгоритмических конструкций.
После того как учащиеся самостоятельно создали аналогичный код для персонажа Лошадь (рис. 2.), необходимо задать вопрос об оптимальности данного решения, исходя из того, что конструкция ветвления почти полностью повторяется, что приводит к нагромождению в поле кода. Так как в Scratch наглядно представлены все возможные блоки для использования в программе с интуитивно-понятным названием, учащимся может быть дано задание найти возможный вариант решения поставленной задачи по оптимизации существующего кода игры.
После осуществления поисковой деятельности учащиеся обнаруживают в блоках кода конструкцию «Если..., иначе...». На данном этапе необходимо наглядно объясняет разницу между полным и неполным алгоритмом ветвления и школьникам предлагается самостоятельно исправить существующий код.
показаться
спрятаться
1аче
изменить коспом на бакан »
показаться ■
Рис. 3. Код с использованием полного ветвления
сщитатъся
Рис. 4. Вложенная условная конструкция
Учащихся необходимо подвести к пониманию, что добавление ещё одной конструкции «Если..., иначе...» в блок «иначе» исходного ветвления позволяет расширить функционал программы и использовать большее количество вариантов развития игры.
Для закрепления знаний и умений, полученных на занятии, учащимся может быть предложено аналогичная задача с большим количеством персонажей, что заставит их несколько раз применить вложенное условие и углубит понимание функционирования данной конструкции.
ISSN 1991-5497. МИР НАУКИ, КУЛЬТУРЫ, ОБРАЗОВАНИЯ. № 3 (76) 2019
Также в систему задач для изучения условного алгоритма можно включить задачу на поиск ошибки в коде. В частности, для того чтобы убедиться, что учащиеся правильно понимают смысл вложенной конструкции, дать пример, где вложенное условие находится не в блоке «иначе», а в блоке «если» (рис. 5) и посмотреть, как меняется результат работы программы, найти ошибку и исправить её.
Рис. 5. Ошибочный алгоритм с вложенной условной конструкцией Библиографический список
При изучении данной темы особое внимание учителям информатики следует обратить на степень усвоения материала учащимися, о чём может свидетельствовать скорость выполнения заданий, оптимальность решения поставленных вопросов и т. д. При должном уровне знаний и умений дополнительным этапом в изучении команды ветвления может служить задача повышенного уровня сложности с использованием нетипичного расположения вложенных конструкций «Если..., иначе...», которое не встречалось при решении преды-дущихзадач.
Действие 3
Рис. 6. Схема алгоритма для задачи повышенной сложности
На рисунке 6 представлена возможная схема алгоритма решения такой задачи с использованием вложенной конструкции ветвления. Видно, что к текущему моменту обучения учащиеся должны четко понимать последовательность выполнения действий персонажами и их зависимость от условий, который при-сутствуетвданнойалгоритмическойконструкции.
Аналогичным способом учитель может подвести учащихся к решению задач с использованием двух уровней вложенности условных конструкций для охвата большего количества возможных действий, которые могут совершать пер-сонажиразрабатываемой игры.
Представленный выше вариант описания методического подхода к объяснению темы, позволяет понять общую логику и последовательность изложения, проанализировать предложенныйнабор задачнаэффективность.
Таким образом, для целенаправленной и систематической работы по формированию методических умений будущего учителя должен быть задействован блок дисциплин. Работу в этом направлении необходимо начинать с первого года обучения в высшем учебном заведении при изучении дисциплин профильной подготовки, где будущие учителя должны сами активно обучаться с использованием метода проектов и кейс-метода, в дальнейшем при изучении дисциплин с методической направленностью являться разработчиками этих методов на различных разделах предметной области «Информатика». Использование таких упражнений, как описание собственного методического подхода к изучению фрагмента темы, позволяет формировать методическую готовность и творческую ак-тивностьбудущихучителейинформатики.
1. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 050100 Педагогическое образование (квалификация (степень) «бакалавр»). Availableat:http://fgosvo.ru/uploadfiles/fgos/5/20111207163943.pdf
2. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 050100 Педагогическое образование (квалификация (степень) «магистр»). Available at: http://fgosvo.ru/uploadfiles/fgos/34/20ll0325144241.pdf
3. Общедоступное программирование в Скретч. Available at: http://scratch.uvk6.info/home
4. Дистанционный факультативный курс «Программирование в среде Scratch». Available at: https://sites.google.com/site/programscratch1
5. Исимбаева РА., Коломина М.В. Использование сервиса LEARNING APPS при изучении раздела «Алгоритмизация и программирование. Инновации и перспективы современной науки. Физико-математические науки. Технические науки. Материалы конференции. 2018: 51 - 55.
6. Сорокина Т.Е. Визуальная среда Scratch как средство мотивации учащихся основной школы к изучению программирования. Информатика и образование. 2015. Вып. 5: 30 - 34.
7. Сорокина Т.Е. Поурочные разработки к программному модулю по информатике для класса «Пропедевтика программирования со Scratch». Информатика в школе. 2015; Вып. 8: 26 - 34.
References
1. Federal'nyj gosudarstvennyj obrazovatel'nyj standart vysshego professional'nogo obrazovaniya po napravleniyu podgotovki 050100 Pedagogicheskoe obrazovanie (kvalifikaciya (stepen') «bakalavr»). Available at: http://fgosvo.ru/uploadfiles/fgos/5/20111207163943.pdf
2. Federal'nyj gosudarstvennyj obrazovatel'nyj standart vysshego professional'nogo obrazovaniya po napravleniyu podgotovki 050100 Pedagogicheskoe obrazovanie (kvalifikaciya (stepen') «magistr»). Available at: http://fgosvo.ru/uploadfiles/fgos/34/20110325144241.pdf
3. Obschedostupnoe programmirovanie v Skretch. Available at: http://scratch.uvk6.info/home
4. Distancionnyj fakul'tativnyj kurs «Programmirovanie v srede Scratch». Available at: https://sites.google.com/site/programscratch1
5. Isimbaeva R.A., Kolomina M.V. Ispol'zovanie servisa LEARNING APPS pri izuchenii razdela «Algoritmizaciya i programmirovanie. Innovacii i perspektivy sovremennoj nauki. Fiziko-matematicheskie nauki. Tehnicheskie nauki. Materialy konferencii. 2018: 51 - 55.
6. Sorokina T.E. Vizual'naya sreda Scratch kak sredstvo motivacii uchaschihsya osnovnoj shkoly k izucheniyu programmirovaniya. Informatika i obrazovanie. 2015. Vyp. 5: 30 - 34.
7. Sorokina T.E. Pourochnye razrabotki k programmnomu modulyu po informatike dlya klassa «Propedevtika programmirovaniya so Scratch». Informatika v shkole. 2015; Vyp. 8: 26 - 34.
Статья поступила в редакцию 05.06.19
