CC BY
36
УДК 37.018.536''322: 004.9, 004.438, 37.047
Т. И. Тихонова
Институт систем информатики им. А. П. Ершова СО РАН пр. Акад. Лаврентьева, 6, Новосибирск, 630090, Россия
E-mail: tanja@iis.nsk.su
В КАКУЮ ИНФОРМАТИКУ БУДЕМ ИГРАТЬ?
Дополнительное обучение информатике и программированию в различных формах приобретает большую актуальность на фоне снижения уровня преподавания в общеобразовательной школе. Описан опыт организации и проведения таких конкурсов. Обсуждаются методические, технические, психолого-педагогические проблемы и пути их решения.
Ключевые слова: информационные технологии, проектная деятельность, системы, образование, творчество.
Новосибирск - колыбель школьной информатики. Здесь всегда активно занимались «физкультурой для ума» в виде различных конкурсов, олимпиад, фестивалей. В последние годы особенно заметно, что с развитием форм и наполнением тематического содержания конкурсов по информатике растет уровень мастерства школьников, формируется интерес к участию в мероприятиях, ширится круг участников. При этом задачи, предлагаемые для решения, усложняются и требуют не просто участия, а обязательной активной подготовки.
В настоящее время мы можем перечислить значительное количество конкурсов по различным разделам информатики. Современная информатика не сводится только к искусству программирования. Это не только конкурсы по решению алгоритмических задач и умению записать его на каком-либо языке программирования, но и различного рода тематические: по криптографии, базовому курсу информатики, компьютерной графике, моделированию, компьютерной безопасности, информационным технологиям и т. д. Удивительно, как только школьники могут осилить весь список представленных возможностей, тем более что одни и те же дети пробуют силы не только в информатике, но и смежных областях - математике, физике, химии.
Участие в каждом конкурсе (олимпиаде, конференции, фестивале и т. п.) требует определенного рода усилий, начиная с рассылки объявления о мероприятии и отборе желающих, заканчивая поездками на несколько туров (школьный, районный, областной и иногда даже всероссийский), а также последующим «разбором полетов». Безусловно, сосредоточиться на одном направлении сложно, практически невозможно. Потому и должны ребята выполнять функцию «многостаночников», жертвуя свободным временем, а зачастую и здоровьем.
Как найти «золотую середину» между обязанностью и интересом, рутиной и творчеством, теорией и практикой? Как не перейти от увлекательной игры к непосильным обязательствам? Как можно улучшить ситуацию и решить проблемы, стоящие перед школьниками и их наставниками? Какова сегодняшняя ситуация с олимпиадным движением и какие нужны шаги по улучшению ситуации в целом?
Младшие школьники
Некоторые дети с ранних лет проявляют повышенный интерес и способности к информатике и программированию. Они быстро усваивают школьный материал и готовы двигаться дальше, но пока не могут делать это самостоятельно по ряду причин.
• Неадаптированность специализированной литературы к данному возрасту.
ISSN 1818-7900. Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии. 2012. Том 10, выпуск 2 © Т. И. Тихонова, 2012
Недостаточно развитый кругозор в области информационных технологий. Несформированность математического аппарата. Обилие специальных терминов.
Необходимость во внешнем контроле времени пребывания за компьютером. Отсутствие навыков детализации задачи, что очень важно в программировании. Незнание общих подходов к решению задач и т. д.
Все это делает значимой роль учителя и повышает требования к методике преподавания. Многолетний педагогический опыт показывает, что перенос содержательной составляющей, методических приемов и форм работы из старших классов в начальную школу неэффективен. Необходимы специальные формы и технологии обучения [1]. При этом методика подготовки задач для конкурсов по программированию для младших школьников во многом перекликается с подготовкой задач для студентов, только сложнее. Процесс оформления задачного материала основан, безусловно, на общих принципах: задача простая (утешительная), чтобы у каждого осталось гордое осознание своего личного успеха. Задача, которую могут решить хорошо подготовленные школьники (как правило, сложная рекурсия), задача на знание основ теории графов (нарисовать, не отрывая пера от бумаги и проходя по линиям только один раз) и т. д. Задачи для младших школьников олимпиад на Лого оформляются в виде связного рассказа. В качестве примера можно привести задания командной олимпиады, которую проводил ИСИ СО РАН 3 апреля 2010 г.
Скоро лето
Весна в самом разгаре. А снег еще не сошел. Скорей бы лето и всем на море! Помечтаем?
Вот оно какое, наше море. Нарисуйте море процедурой proel. "
Задание 2. (5 баллов)
А пляж на нашем море - галечный. Нарисуйте гальку (камни) процедурой proc2.
Задание 3. (5 баллов)
Иногда можно встретить на пляже очень интересный камень «куриный бог». Нарисуйте его процедурой ргосЗ.
Задание 4. (11 баллов)
Над морем парят птицы. Нарисуйте чайку
процедурой ргос4.
Задание 5. (7 баллов)
Иногда над морем появляются причудливые облака, спасающие нас от летнего зноя. Нарисуйте облако процедурой ргос5.
Задание 6. (12 баллов)
Морская растительность отличается большим разнообразием. Водоросли бывают разные. Нарисуйте простую водоросль процедурой ргосб.
Задание 7. (20 баллов) А можно нарисовать и более сложную водоросль - рекурсивной процедурой ргос7.
Задание 8. (10 баллов)
На дне моря можно встретить замечательные раковины. Нарисуйте одну из них процедурой ргос8.
Задание 9. (20 баллов)
Морское животное радиолярия выглядит по-разному, в зависимости от возраста (см. картинку). С каждым годом у нее прибавляются ножки. Нарисуйте радиолярию рекурсивной процедурой ргос9.
Радиолярии 2 года
Радиолярии 3 года
Радиолярии 5 лет
Институт систем информатики заинтересован в том, чтобы обучение информатике с первых этапов шло грамотно, планомерно и системно. Особенно в работе с детьми, проявляющими склонность и интерес к программированию. Для этих целей сформировалась система мероприятий:
• заочная олимпиада по программированию на языке Лого;
• очная командная олимпиада по программированию на языке Лого;
• несколько мастерских в Летней школе юных программистов;
• разработка методических материалов и их распространение;
• участие в подготовке и проведении городской олимпиады «Золотая середина» (информатика и проекты);
• конкурс «Триатлон» (алгоритмическая среда «Муравей», язык программирования Лого, проектная деятельность в среде Скретч).
В следующем году расширили список конкурсом «Триатлоша» для самых маленьких -решение задач с использованием исполнителя «Карандаш».
Методическая комиссия по проведению всероссийской олимпиады школьников по информатике отмечает недостаточную технику работы с клавиатурой талантливых ребят, которые выходят на международный уровень. Для улучшения ситуации возможно со школьниками младшего возраста начать отрабатывать навыки печати. В этом возрасте очень полезно проводить конкурс по скоропечатанию, опыт его проведения уже довольно значителен в некоторых школах Академгородка. Определение скорости печати ведется как под диктовку, так и самостоятельно школьниками с листа с напечатанным текстом. Безусловно, если подходить к проведению конкурсов творчески, то посоревноваться, играя, можно в любом формате.
На этом возрастном этапе очень важно не просто дать ребятам конкретные знания, но и показать им возможности творческого подхода к любой деятельности, помочь в приобретении успешного опыта решения задач.
Среднее звено
Для продолжения работы с детьми 7-9-х классов необходимо формирование алгоритмического мышления, поддержанное знанием конкретных языковых структур и формированием навыков работы с системами программирования, использующимися в официальных олимпиадах по информатике [2].
В настоящее время эта возрастная категория самая «неохваченная». Как правило, из учащихся 7-8-х классов в олимпиадах по программированию участвуют дети, прошедшие через систему Летней школы юных программистов. Они знают основы языков программирования, не боятся пробовать свои силы в различного рода мероприятиях, в том числе олимпиадах и конференциях. Если в конференции или олимпиаде участвует школьник среднего звена, как правило, он прошел обучение в Мастерской ЛТТТЮП (Летней школе юных программистов).
Задачи по программированию базируются на математических знаниях. Знания одиннадцатиклассника и восьмиклассника отличаются в разы. При таком раскладе неразумно ожидать массового участия школьников в олимпиадах. Организаторы прекрасно понимают ситуацию и постоянно предпринимают попытки при подведении итогов выделить возрастные категории, пусть даже неофициально. Но это ситуацию не спасает, так как большинство школьников 7-9-х классов уже не рискнули принять в олимпиаде участие. Гораздо лучше обстоит ситуация с мероприятиями, организаторы которых сами вольны определять возрастные границы: олимпиада по базовому курсу, по информационным технологиям, по программированию на Лого. Интересно обратить внимание на «провал» в олимпиадах для восьмиклассников. Особенно видно это на олимпиадах по программированию: Лого-конкурсы закончились, а при решении задач на Ра8еа1-е или С учащиеся этого возраста не конкуренты старшеклассникам. Необходимо учесть этот факт при проектировании новых конкурсов.
Среднее школьное звено - именно та среда, которая наиболее благотворно откликается на все новое, интересное, захватывающее. Эти дети энергично приступают к решению любой задачи, особенно если она «всеобъемлющая». На этом отрезке особенно важна роль наставника, который умеет постановку задачи сделать соответствующей и не слишком формализованной, с изюминкой сформулированной, желательно таким образом, чтобы проявлялись исследовательские качества детей. Техника решения изобретательских задач, общая культура научного подхода, доброжелательность обстановки, общение со сверстниками и старшими по возрасту... Этот список велик, перечислять его, по-видимому, не имеет большого смысла. Тем не менее реперные точки продвижения в профессии и осваивание универсальных и специальных способов решения закладываются в этот период. Несмотря на отсутствие во многих школах и детских клубах кружков по программированию, надо предоставлять возможность школьникам общаться с единомышленниками и соревноваться со сверстниками. В этом ключе полезную роль могут выполнять дистанционные мероприятия.
Старшие школьники
В течение учебного года для школьников 9-11-х классов существует большое количество мероприятий, в которых можно попробовать свои силы в качестве программиста. Основополагающими успеха на олимпиаде являются:
• хорошее знание математики;
• изучение алгоритмов, знание которых необходимо для решения задач;
• знание языка программирования и среды программирования;
• решение большого количества задач, реализация их, отладка;
• доступ к тестирующей системе;
• разбор задач;
• психологический тренинг.
Что касается математики - без комментариев. Алгоритмов, знание которых необходимо для успеха на школьном уровне, - счетное число. Изучить их можно. Следующая составляющая - среды программирования. Студенты на престижных соревнованиях используют язык программирования С++ со встроенными реализациями многих функций, необходимых для решения задач повышенной сложности. Школьные учителя на сегодняшний день преподают язык программирования Паскаль. Хорошо, что преподают. Замечательно, что готовят к олимпиадам по информатике. Жаль, что таких учителей единицы. Задачи в большом количестве сегодня можно найти в разных источниках, в том числе в Интернете. Тестирующие системы также находятся на известных источниках, которые используют и студенты для тренировок.
Сложнее с разбором задач. В отличие от студентов, которым достаточно в общих словах рассказать идею, лежащую в основе решения конкретной задачи, и напомнить алгоритм, школьникам необходимо этот этап работы сделать как можно более подробным.
Школьникам для тренингов не подходит система, лежащая в основе студенческих тренировок. Рассказав теорию, обязательно надо на примере решения конкретной задачи разобрать ее. После этого перейти к рассмотрению структур данных, которые надо использовать при реализации кода. Наметить основные этапы. Только после этого приступать к самостоятельной реализации программы решения задачи.
Успешный ученик - результат общения с грамотным наставником. Работа со школьниками сотрудников ИСИ СО РАН является эпизодической. Безусловно, она дает мощный толчок к самообучению, формирует творческое начало, показывает путь развития в профессиональном становлении. Но для занятий в течение всего учебного года надо организовать консультативную деятельность. Возможно, для этого надо использовать современные методы обучения, основанные на дистанционных формах. При этом надо учитывать психологические особенности школьников. Им нужна среда общения. Поэтому именно очные занятия в правильном режиме необходимы, дают стимул работают как мастер-класс и с таким же качественным выходом. Систематические занятия, как с наставниками, так и в режиме самостоятельного продвижения при наличии соответствующих методических материалов и технической поддержки - основа успеха. На этом этапе школьнику необходимо уметь ставить цель, находить нужные средства, самостоятельно принимать решение и нести ответственность за его правильность.
Требуется возобновить систему переподготовки школьных учителей применительно к преподаванию основ программирования. Многие школы перешли на изучение пользовательских технологий. Преподают программирование немногие учителя. Возможно, в этом ключе надо согласовывать программы повышения квалификации работников образования с соответствующими инстанциями.
Формировать концепцию взаимодействия всех структур, участвующих в процессе подготовки и проведения конкурсных мероприятий - необходимое и заведомо приносящее в существующую систему проведения конкурсов составляющую успеха. Конкурсы должны быть разнообразными как по содержанию, так и по формам проведения.
Список литературы
1. Тихонова Т. И. Компьютер, «черепашка» и команда младших школьников // Материалы XVIII Междунар. конф. «Применение новых технологий в образовании». Троицк, 2007. С.265-268.
2. Тихонова Т. И. Концептуальные основы системы начальной подготовки ИТ-специалистов // Материалы VII Междунар. конф. памяти акад. А. П. Ершова «Перспективы систем информатики»: Докл. и тез. Секция «Информатика образования». Новосибирск, 2009.
С. 123-129.
Материал поступил в редколлегию 23.04.2012
T. I Tikhonova
WHICH COMPUTER SCIENCE WILL PLAY?
The additional education to computer science in different forms comes more actual in view of getting level of lower teaching in schools. In this article practices and experience of organizing a distaste competition are described. Methodical, technical, psychological and pedagogical problems and solutions to them are discussed. Keywords: information technology, project activities, systems, education and creativity.
