Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1329 вузов, 5502 предметов.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Башкирский Государственный Аграрный Университет
Предмет:
[НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Файл:

Теория и методика обучения информатике младших школьников. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
08.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
☆
ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ ПРОПЕДЕВТИЧЕСКОГО ЭТАПА ШКОЛЬНОЙ ИНФОРМАТИКИ
ков, в70–80-х гг. прошлого века отчетливо проявилась тенденция к обучению программированию и учащихся младших классов; вразработанных втот период иунас, иза рубежом программах цели обучения имели заметный уклон в сторону освоения на­выков программирования с постепенным смещением акцентов наего содержательную суть– алгоритмизацию.
Обосновывая целесообразность этого направления учебной работы с младшими школьниками, английские специалисты Р. Вильямс и К. Маклин
отмечали, что «доступность и простота некоторых языков программирования… позволит меленьким де­тям управлять изображением наэкране ивыводом звуковых сиг­налов. Осваивая практику управления действиями машины, дети смогут– доизвестной степени– овладеть механизмами функцио­нирования ЭВМ. …Осознание младшими школьниками того фак­та, чтокомпьютеру следует давать очень точные и однозначные указания, что он будет отвечать строго определенным образом, чтоошибается тот, кто управляет машиной, анесама машина, со­ставит самую важную часть уроков введения вкомпьютерную гра­мотность» [9].
Б.Хантер, обобщая в середине 1980-х гг. опыт научной иэкс­периментальной работы многих педагогических инаучно-иссле­довательских коллективов США поиспользованию компьютеров вучебно-воспитательном процессе школы, рассматривал способ­ность выполнять и разрабатывать алгоритмы как центральную составляющую компьютерной грамотности учащихся П (подго­товительного) – 8 классов, играющую важную роль приобработке информации ирешении задач, ипредлагал трехуровневую систе­му работы спонятиями, непосредственно связанными салгорит­мами: описание повседневной деятельности в виде алгоритмов; использование алгоритмов и связанных с ними понятий для ре­шения содержательных ипрактически значимых задач; разработ­ка алгоритмов длярешения новых задач.
Важной особенностью рассматриваемого этапа в нашей стра­не являлось то, что изучение информатики младшими школь­никами в товремя чаще всего проходило в рамках внеклассных ивнешкольных занятий. Повсей стране вшколах, домах пионеров
11
Л.Л.БОСОВА. ТЕОРИЯ ИМЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ
ишкольников, станциях юных техников организовывались круж­ки и факультативы по информатике, проводились всесоюзные ирегиональные летние школы юных программистов.
Что касается содержательной стороны вопроса, то в работе
пообучению младших школьников программированию вы­делялось три подхода:
1) «безмашинное» программирование;
2) программирование на «мини»-языке, специально разра-
ботанном дляучебных целей;
3) использование профессионального языка.
В конкретном учебном заведении могла
вестись работа поод-
ному из перечисленных направлений или же выстраивалась многоэтапная система, включающая последовательную работу подвум илитрем перечисленным направлениям.
Приведем несколько наиболее ярких примеров, характерных длякаждого изперечисленных подходов кизучению языков про­граммирования учащимися младших классов.
1. «Безмашинное» программирование. Следует вспом-
нить, что рассматриваемый этап становления пропедевтиче­ского курса информатики и ИКТ характеризовался серьезным дефицитом средств вычислительной техники вотечественных школах, чтовлекло засобой весьма ограниченный кним до­ступ учеников младших классов. Это способствовало появлению «безмашинных» курсов программирования, весьма значимым среди которых представляется цикл «безмашинных» занятий, предложенный И.Н. Антиповым. Соответствующая рубри­ка «Пионерский вычислительный центр» на протяжении не­скольких лет велась настраницах газеты «Пионерская правда». Учащиеся младших классов навнеклассных занятиях и само­стоятельно (дома) увлеченно составляли программы, по ко­торым воображаемый компьютер «Электроник» с помощью подключенного к нему «управляемого карандаша» выполнял построение разнообразных рисунков. Используя графические команды, учащимся предлагалось строить рисунки нанекото­ром воображаемом дисплее – прямоугольной сетке (использо­вался листок тетради вклеточку).
12
ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ ПРОПЕДЕВТИЧЕСКОГО ЭТАПА ШКОЛЬНОЙ ИНФОРМАТИКИ
Такая работа была не только полезна вплане формирования навыков работы учащихся на координатной плоскости, совер­шенствования их вычислительных навыков иразвития геометри­ческих представлений, ноиспособствовала подготовке младших школьников кработе с графическим дисплеем, кпрограммному управлению движением сложных объектов, дальнейшему изуче­нию иприменению инструментария информатики. Оглубине со­ответствующей подготовки свидетельствует рекомендовавшийся авторами тематический план занятий, включавший следующие пункты:
1. ЭВМ и программирование. Исполнитель команд. Простей­шие команды управляемого карандаша.
2. Команды проведения отрезков иокружностей.
3. Дополнительные команды карандаша.
4. Перенос координатной сетки (смещение).
5. Оформление программы построения рисунка.
6. Указатель масштаба. Рисунки взаданном масштабе.
7. Указатель цвета. Цветные рисунки.
8. Указатель толщины линий.
9. Повторение группы команд. Команда КАДР. Простейшие мультфильмы.
10. Организация библиотеки программ.
11. Конструирование сложных программ.
12. Коллективное выполнение программы. Построение слож­ного рисунка.
13. Индивидуальные занятия. Подготовка работ квыставке.
14. Машинная распечатка рисунков. Дисплей. Графопострои- тель.
15. Экскурсия наВЦ.
16. Обсуждение лучших работ. Выставка.
Такая работа оказывалась весьма плодотворной вплане фор­мирования уучащихся начальной школы таких важных поня­тий информатики, каккоманда, исполнитель, программа, гра­фический экран, программное управление движением объекта, планирование работы, конструирование маршрута илирисунка ит. д.
13
Л.Л.БОСОВА. ТЕОРИЯ ИМЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ
Игорь Николаевич Антипов (1937–2011)–
доктор педагогических наук, профессор; один из пионеров отечественного преподавания программирования, информатики, использо­вания компьютеров вобучении, создания оте­чественной методики преподавания програм­мирования.
2. Использование учебных «мини»-языков. Специалистами
вобласти информатики неоднократно предпринимались попытки разработки специальных языков («мини»-языков) дляподдержки первых шагов обучения программированию. Особое место сре­ди них занимает язык Лого (англ. Logo), разработанный вначале 1970-хгг. американским ученым Сеймуром Пейпертом. Всостав Лого впервые были включены специальные средства «черепашьей графики», дававшие обучаемому возможность управлять отобра­жаемым наэкране дисплея исполнителем– Черепашкой. Дляэтой цели можно было использовать несколько простых команд (пово­рот, передвижение) иоператор цикла. Результат выполнения ко­манд немедленно отображался на экране– Черепашка «ползла» и«рисовала». «Черепашья графика» не просто сделала язык Лого популярнейшим средством начального обучения программиро­ванию, ноистимулировала развитие нового подхода кобучению началам программирования: новички знакомились спрограмми­рованием, обучаясь управлять отображающимся наэкране испол­нителем, действовавшим в некоторой среде иумевшим выпол­нять определенный набор команд.
Лого надолгие годы занял прочные позиции вподготовке млад­ших школьников вобласти информатики иИКТ вБолгарии, США, Франции иЯпонии, где соответствующие занятия сиспользовани­ем языка Лого начинаются с3–5 классов. Учебная среда Лого име­тодика ее использования в обучении явились одними из первых разработок, объединивших развитие образного, логического иал­горитмического типов мышления.
14
ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ ПРОПЕДЕВТИЧЕСКОГО ЭТАПА ШКОЛЬНОЙ ИНФОРМАТИКИ
Сеймур Пейперт (Seymour Papert) (1928–
2016) – математик, программист, психолог ипедагог. Один изосновоположников теории искусственного интеллекта, создатель языка Лого (Logo).
К началу 1980-х гг. за рубежом был разработан целый ряд «мини»-языков программирования, которые предназначались для поддержки различных этапов начального обучения програм­мированию и,какследствие, различались посложности ибогатству возможностей. Многие изних были созданы какязыки управления исполнителем Роботом, передвигавшимся по клетчатому полю. Простейшие из этих языков включали лишь несколько команд дляисполнителя; сих помощью можно было составлять линейные программы длявывода робота изнесложного лабиринта. Нодаже эти простые языки позволяли давать обучаемым наглядные пред­ставления отаких понятиях какпрограмма, исполнитель, отладка.
В нашей стране у истоков идеи использования исполните­лей дляобучения младших школьников программированию сто­ял талантливый ученый и педагог Звенигородский Г.А., под ру­ководством которого в 1975г. в Новосибирском Академгородке был разработан язык программирования Робик, использовав­ший синтаксис, построенный на русской лексике. Вслед за этим ЗвенигородскимГ.А. вместе сего коллегами-единомышленника­ми был создан и более мощный учебно-производственный язык РАПИРА (Расширенный Адаптированный Поплан-Интерпретатор, Редактор, Архив), а также система программирования для этих языков– Школьница.
Благодаря экспериментальной работе А.Г. Звенигородского и его коллег по Новосибирскому Академгородку к середине 1980-хгг. вСССР была сформирована иполучила достаточно широ­кую известность методика обучения программированию школь­ников 4–8 классов. Была сформулирована последовательность
15
Л.Л.БОСОВА. ТЕОРИЯ ИМЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ
изучения основных предписаний языка программирования: вы­вод; присваивание; процедуры безпараметров; ввод; циклические предписания; условные предписания; процедуры спараметрами. Исегодня актуален предложенный вте годы подход кподбору за­дач длямладших школьников: 1) задачи должны быть интересны идоступны; 2) задачи должны быть расширяемыми, т.е. такими, чтобы новые понятия ипредписания могли вводиться наприме­ре уже решенной задачи
путем ее усложнения; 3) задачи должны иметь межпредметный и практико-ориентированный характер. Важная особенность методики состояла в том, что выдвигалось требование многократного запуска программы для решения за­дачи приразных исходных данных итщательного анализа полу­ченных результатов.
Геннадий Анатольевич Звенигородский (1952–1984) – сотрудник Вычислительно-
го центра Сибирского отделения Академии наук СССР, один из основателей советской школьной (учебной) информатики, разра­ботчик учебных языков программирования.
Коллектив новосибирских исследователей понимал важную роль графики вобучении младших школьников ипоследователь­но проводил всвоих разработках эту линию. Вчастности, ими был разработан пакет графических процедур ШПАГА и предложена методика его использования. Рисующим инструментом здесь вы­ступал луч на экране монитора. Всостав пакета были включены процедуры подводки луча вточку скоординатами (x, y), проведе- ния отрезка изтекущей точки в точку сзаданными координата­ми, изображения точки сзаданными координатами, окружности, треугольника, прямоугольника, правильного n-угольника инеко­торые другие. В начале обучения школьникам предлагалось со­ставить рисунок сповторяющимися элементами, выполнить один
16
ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ ПРОПЕДЕВТИЧЕСКОГО ЭТАПА ШКОЛЬНОЙ ИНФОРМАТИКИ
итот же рисунок разными цветами, расположить один и тот же рисунок в разных частях экрана. Такая работа естественным об­разом подводила учеников кусвоению таких понятий программи­рования, как«цикл» и«процедура». Ученикам предлагались самые разнообразные задания, вкоторых им предлагалось создавать ри­сунки наоснове одной, нескольких иливсех процедур; выполнять рисунки поимеющемуся эскизу объекта илиописанию
его опре­деленных свойств; создавать графические изображения по соб­ственному замыслу. При выполнении заданий особое внимание обращалось на составление учащимися плана (алгоритма) рисо­вания и выбор оптимальных решений. Данную методику можно было использовать влюбой компьютерной графической системе, а при ее отсутствии рекомендовалось выполнять предлагаемые упражнения «вручную», составляя соответствующие программы налисте бумаги.
Зарубежные и отечественные «мини»-языки программирова­ния, применявшиеся вработе со школьниками младших классов, вполной мере удовлетворяли следующим требованиям: просто­та, наглядность интерпретации, привлекательность в изучении идиалоговый характер языка.
3. Использование профессиональных языков. Кроме спе-
циальных языков, для поддержки первых шагов обучения про­граммированию в нашей стране и за рубежом применялись ипрофессиональные языки, вчастности, достаточно широкое рас­пространение наначальных этапах обучения получили различные версии языка BASIC.
Школьникам 4–6 классов была адресована книга французских авторов Ш.Дворчик, Л.Василенки «Мышка Программышка встра­не Информатике», где вигровом представлении описывались ос­новные операторы языка BASIC, вводились понятия обалгоритме, символьной информации, случайных числах иих использовании вигровых программах. Вконце книги учащимся предлагались за­дания различного уровня сложности, которые необходимо было выполнить, используя изученные средства языка BASIC.
В пособии «Основы компьютерной грамотности» [20], напи­санном специалистами США для младших школьников, наряду
17
Л.Л.БОСОВА. ТЕОРИЯ ИМЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ
срассмотрением таких вопросов, каккомпоненты ипринципы рабо­ты компьютера, история развития средств вычислительной техники, использование прикладного программного обеспечения (програм­мы обработки текстов, системы управления базами данных, работа скрупноформатными электронными таблицами, машинная графи­ка) идр., большое внимание уделялось введению в программиро­вание на основе языка BASIC, что, по мнению авторов, позволяло быстрее иполнее освоить принципы работы наперсональном
ком­пьютере. В частности, учащиеся знакомились с основными опера­торами языка BASIC, рассматривалась работа спеременными, фор­мировались умения принятия решений в программе, организации переходов, программирования циклических алгоритмов; большое внимание уделялось этапу планирования разработки программы, модульному программированию, созданию программ, имеющих практическую значимость дляучебного процесса.
Чуть позднее у нас встране и зарубежом была доказана воз­можность ицелесообразность изучения вмладших классах языка Пролог, тесно связанные сразвитием логического стиля мышле­ния, включающего всебя умения рассуждать, доказывать, подби­рать факты, формулировать утверждения иобосновывать предла­гаемые решения.
Изучение основ программирования младшими школьника­ми и у нас в стране, и зарубежом никогда не выступало самоце­лью, апонималось какнадежное средство: усвоения таких понятий, как «алгоритм», «исполнитель», «программа» идр.; формирования зачатков алгоритмического мышления, помогавшего при изуче­нии других предметов; повышения культуры работы на компью­тере сприкладными программами, многие элементы диалога ско­торыми были аналогичны программированию. Был получен опыт, свидетельствующий, что при составлении программ: лучше вос­принимаются алгоритмические и информационные структуры; формируются навыки правильной постановки практических задач, формализации проблем; углубляются знания ометодах моделиро­вания иумение составлять простые математические модели.
К концу первого пятилетия существования курса ОИВТ вшко­лах страны в лаборатории школьной информатики Института
18
ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ ПРОПЕДЕВТИЧЕСКОГО ЭТАПА ШКОЛЬНОЙ ИНФОРМАТИКИ
программных систем АН СССР фактически была завершена раз­работка первой версии программно-методического комплекса «Роботландия» – одного из наиболее ярких достижений отечест­венного курса информатики для младших школьников, характе­ризующегося концептуальной стройностью, логичностью изавер­шенностью. Авторы так определяли цели изучения информатики вначальной школе:
1) формирование в сознании школьника информационной картины мира;
2) формирование компьютерной
интуиции, подкоторой по­нималось знание возможностей иограничений эффектив­ного использования ЭВМ;
3) формирование операционного стиля мышления, характер­ного нетолько дляпрограммирования, ноидлясамых раз­личных видов деятельности искладывающегося изумения формализовать задачу, выделить вней логически самостоя­тельные части, спроектировать решение иверифицировать результат;
4) формирование конструкторских и исследовательских на­выков активного творчества с использованием современ­ных компьютерных технологий.
В соответствии сприведенными выше целями в«Роботландии» выделялись информационное, компьютерное, алгоритмическое итворческое педагогические направления, органически перепле­тавшиеся всодержании обучения ивметодике.
Линия информации представлялась вкурсе беседами сучащи­мися обинформации, ее фундаментальной сущности, многообра­зии форм; обинформационных процессах: передаче, хранении, обработке информации.
При изучении устройства ЭВМ передшкольниками раскрыва­лась сущность компьютера как универсальной информационной машины сточки зрения уже знакомых им процессов передачи, хранения иобработки информации.
Основная цель алгоритмических задач, введенных в курс информатики для младших школьников состояла, в форми­ровании представлений об алгоритмах и о том, что решением
19
Л.Л.БОСОВА. ТЕОРИЯ ИМЕТОДИКА ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ
задачи может быть нетолько окончательный ответ, ноиописа­ние процесса, т.е. алгоритм. Решение серии алгоритмических задач имело и более дальние цели (принцип опережения): во­первых, все они были реализованы как роботы-исполнители; во-вторых, решая задачу, дети фактически вынуждены были за­писывать алгоритм вформализованном виде; в-третьих, эти за­дачи иллюстрировали применение компьютера какинструмента моделирования ситуаций.
В рамках алгоритмической линии вкурсе «Роботландия» име­ло место знакомство младших школьников с методом «черного ящика» – методом исследования, при котором изучаемый объ­ект рассматривается как неделимое целое, неимеющее структу­ры: входное воздействие x понекоторому правилу f преобразуется ввыходную реакцию y. «Черный ящик» науроках информатики было предложено рассматривать как правило, по которому дей­ствует исполнитель. Отгадывание «черного ящика» напоминает процесс создания научной теории: сначала – наблюдения, опыты, накопления фактов, затем – выдвижение и проверка гипотезы. Работа с «черными ящиками» помогала школьникам лучше по­нять, чтотакое алгоритм обработки информации, различать хоро­шо иплохо заданные алгоритмы, исполнять достаточно сложные алгоритмы. Метод «черного ящика» хорош итем, чтообеспечивал формирование уучащихся исследовательских навыков иразвитие их творческой активности.
В «Роботландию» входил набор программно реализованных исполнителей-роботов: Мудрый Кролик, Таракан, Корректор, Машинист, Муравей. Каждый исполнитель имел свою систему ко­манд, рассчитанную надействия робота вспецифичной длянего среде обитания. Исполнители были непохожи друг надруга, ноин­терфейс между ребенком икаждым изних был единым (все ис­полнители описывались и рассматривались по единой информа­ционной схеме).
В «Роботландии» были реализованы текстовый редактор Микрон, графический редактор Раскрашка и музыкальный ре­дактор Шарманщик, поддерживавшие линию работы средакто­рами как одним их наиболее массовых применений персональ-
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности