Методика преподавания раздела "Программирование в среде Scratch" учащимся начальной школы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования российской федерации

ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный университет»

Факультет информатики

Кафедра информатики

КУРСОВАЯ РАБОТА

по методике преподавания информатики

«Методика преподавания раздела «Программирование в среде Scratch»учащимся начальной школы»

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Теоретические аспекты проблемы преподавания раздела «Программирование в среде Scratch»учащимся начальной школы

1.1 Особенности обучения младших школьников программированию

1.2 Анализ существующих методик обучения младших школьников программированию

Выводы по главе 1

Глава 2. Разработка методики преподавания раздела «Программирование в среде Scratch» учащимся начальной школы

2.1 Особенности программирования в среде Scratch

2.2 Методические рекомендации по преподаванию раздела «Программирование в среде Scratch»учащимся начальной школы

Выводы по главе 2

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Мы живем в эпоху, когда знание перестало быть чем-то единым. Разделенное на «науку» и «дисциплины», оно теряет стройную целостность и предстаёт перед нами в виде лоскутов, из которых скроена картина мира. Школьное образование есть не что иное, как изучение отдельных фрагментов этого пёстрого виража. Можно ли сегодня считаться образованным человеком, не замечая и не понимая связей между элементами реальности? Вероятно, ответ на этот вопрос будет отрицательным. Многие исследователи полагают, что корни проблемы тянутся из организации школьного обучения. Например, Алан Кей, который интересуется не только «высокой» наукой, но внимательно следит за обучением детей, считает, что нужно как можно раньше дать мощный «инструмент для думания». Основное назначение этого инструмента - познание нового и создание связей между известным, развитие не только аналитического, но и синтетического мышления.

Психологическая наука говорит, что возраст младшего школьника приходится на сенсорный период, когда он способен сознательно осуществлять частично-поисковую деятельность. Это хорошо сочетается с использование метода проектов, который особенно эффективен при внеурочной форме обучения и способствует усвоению знаний путем разрешения проблемных ситуаций.

В последние годы очень популярным стал язык (и среда) программирования Scratch. Это не просто оборот речи: Scratch располагается на 24 месте среди всех самых популярных языков программирования, включая такие, как C, Java, C++, C#, PHP, Pascal и другие.

Scratch был создан на языке Squeak3, который сам заслуживает особого разговора. Главным идеологом Scratch является ученик Пейперта Мич Резник из MIT Media Lab (Массачусетский технологический институт; это тот самый университет, где в 1968 г. С. Пейперт разработал Logo).

Возможно, язык распространился настолько быстро потому, что создавался не для изучения программирования. Scratch, с точки зрения теории, -- объектно-ориентированный язык с возможностью создавать многопоточные программы. С практической точки зрения это простой в изучении, красивый, мощный инструмент, который не требует двухмесячного изучения, прежде чем появится возможность написать программу для решения квадратного уравнения. Никаких двух месяцев и, если не хотите, никаких квадратных уравнений. Писать можно сразу, через 10 минут знакомства с основами, причем в отличии от Бэйсика, на котором начать писать тоже очень легко, Scratch не поощряет плохого стиля программирования. Напротив, «правильные» программы на Scratch писать проще, чем «неправильные». Графика, анимация, музыка, видеоэффекты, и в то же время классическое событийно управляемое объектно-ориентированное и модное параллельное программирование.

обучение школьник программирование scratch

Глава 1. Теоретические аспекты проблемы преподавания раздела «Программирование в среде Scratch»учащимся начальной школы

1.1 Особенности обучения младших школьников программированию

Переход к систематическому обучению создает условия для развития новых познавательных потребностей детей, активного интереса к окружающей действительности, к овладению новыми знаниями и умениями.

Глубокие изменения, происходящие в психологическом облике младшего школьника, свидетельствуют о широких возможностях развития ребенка на данном возрастном этапе. В течение этого периода на качественно новом уровне реализуется потенциал развития ребенка как активного субъекта, познающего окружающий мир и самого себя, приобретающего собственный опыт действования в этом мире.

Младший школьный возраст является сенситивным для:

- формирования мотивов учения, развития устойчивых познавательных потребностей и интересов;

- развития продуктивных приемов и навыков учебной работы, умения учиться;

- раскрытия индивидуальных особенностей и способностей;

- развития навыков самоконтроля, самоорганизации и саморегуляции;

- становления адекватной самооценки, развития критичности по отношению к себе и окружающим;

- усвоения социальных норм, нравственного развития;

- развития навыков общения со сверстниками, установления прочных дружеских контактов.

Младший школьный возраст - это период позитивных изменений и преобразований. Поэтому так важен уровень достижений, осуществленных каждым ребенком на данном возрастном этапе.

В то же время в младшем школьном возрасте стремление проникнуть в сущность явлений, вскрыть их причину заметно не проявляется. Младшего школьника затрудняет вы­деление существенного, главного. Например, пересказывая тексты или отвечая на вопросы по ним, учащиеся нередко почти дословно повторяют отдельные фразы, абзацы.

Важный источник успехов младших школьников в учении -- их подражательность. Учащиеся повторяют рассуждения учителя, приводят примеры, аналогичные примерам товарищей, и т. п. Такое порой только внешнее копирование помогает ребенку в усвоении материала. Но в то же время оно может привести к поверхностному восприятию некоторых явлений, событий. Программированное обучение не отвергает принципов классической дидактики. Наоборот, оно возникло в ходе поисков усовершенствования процесса обучения путем лучшей реализации этих принципов.

С этой целью оно предусматривает:

1) правильный отбор и разбиение учебного материала на небольшие порции;

2) частый контроль знаний: как правило, каждая порция учебного материала заканчивается контрольным вопросом или заданием;

3) переход к следующей порции лишь после ознакомления учащегося с правильным ответом или характером допущенной им ошибки;

4) обеспечение возможности каждому ученику работать со свойственной ему, индивидуальной, скоростью усвоения (т. е. реализацию на деле индивидуального подхода в обучении), что является необходимым условием активной самостоятельной деятельности ученика по усвоению учебного материала.

Перечисленные четыре особенности и характеризуют программированное обучение. Программированное обучение осуществляется с помощью "обучающей программы", отличающейся от обычного учебника тем, что она определяет не только содержание, но и процесс обучения.

Существуют две различные системы программирования учебного материала - "линейная" и "разветвленная" программы, отличающиеся некоторыми важными исходными предпосылками и структурой. Возможны и комбинированные обучающие программы, являющиеся результатом сочетания двух методов программирования.

В линейной программе учебный материал подается небольшими порциями, кадрами, включающими, как правило, простой вопрос по изучаемому в этом кадре материалу. Предполагается, что ученик, внимательно прочитавший этот материал, сможет безошибочно ответить на поставленный вопрос. При переходе к следующему кадру ученик прежде всего узнает, правильно ли он ответил на вопрос предыдущего кадра. Так как каждый кадр содержит очень небольшую информацию по новому материалу, то даже простым сравнением своего неверного ответа (если он все же ошибся) с верным ученик легко выяснит, где именно им была допущена ошибка.

В разветвленной программе учебный материал разбивается на порции, несущие большую информацию, чем при линейном программировании. В конце каждого кадра учащимся предлагается вопрос, ответ на который они сами не формулируют, а выбирают из приведенных в этом же кадре нескольких вариантов ответов, из которых только один правильный. Неправильные ответы выбираются составителями программы, разумеется, не случайно, а с учетом наиболее вероятных ошибок учащихся. Ученик, выбравший правильный ответ, отсылается к странице, на которой изложена следующая порция нового материала. Ученик, выбравший неправильный ответ, отсылается к странице, на которой разъясняется допущенная ошибка и предлагается возвратиться к последнему кадру, чтобы, внимательно прочитав еще раз изложенный в нем материал, выбрать правильный ответ или же в зависимости от допущенной ошибки открыть страницу, на которой дается дополнительное разъяснение непонятного.

Сравнивая две системы программирования учебного материала, можно отметить, что при линейном программировании ученик самостоятельно формулирует ответы на контрольные вопросы, при разветвленном он лишь выбирает один из нескольких готовых (уже сформулированных кем-то) ответов. В первом случае применяется система "конструктивных ответов", во-втором - так называемая система "множественного выбора". В этом отношении, очевидно, выявляется некоторое преимущество линейной программы, так как на возникающие в любой области деятельности вопросы обычно нигде заранее не заготовлены ответы. Ученики, решающие эти вопросы, должны уметь самостоятельно формулировать ответы, а не только выбирать их из уже сформулированных.

С другой стороны, разветвленная программа составляется с учетом возможных ошибочных ответов учащихся и с этой точки зрения она ближе к реальному процессу обучения. В разветвленной программе особо важно то, что различных учащихся она ведет к усвоению нового материала различными путями с учетом их возможностей и потребностей в дополнительных разъяснениях и указаниях. Один ученик продвигается прямо от одной порции нового материала к следующей, другой же пользуется дополнительными объяснениями, разъяснениями его ошибочных ответов, отражающих непонимание учебного материала. В результате и получается, что разные учащиеся продвигаются в усвоении изучаемого материала с различными индивидуальными скоростями. Именно эти индивидуальные скорости усвоения, учитываемые при программированном обучении, не учитываются при непрограммированном обучении, а учет индивидуальной скорости усвоения обеспечивает осуществление принципа индивидуального подхода в обучении.

Программированное обучение может осуществляться с применением так называемых обучающих машин или в виде безмашинного обучения, использующего программированные учебники.

Основной недостаток без машинного программированного обучения состоит в его громоздкости, однообразии. Кроме того, имея возможность свободно листать программированный учебник, некоторые учащиеся будут нарушать инструкцию и читать страницы не в том порядке, которые соответствуют выбранному ответу (если учебник составлен по разветвленной программе), или могут подсмотреть ответ до того, как сами его сформулировали (если учебник составлен по линейной программе). Практика показала, что безмашинное программированное обучение воспринимается лишь весьма прилежными учащимися, которые при непрограммированном обучении показывают не худшие результаты.

Создаются обучающие машины или автоматизированные системы обучения (АСО) на базе ЭВМ, которые автоматически обеспечивают выполнение обучающей программы: "открывают" ответ только после того, как ученик "сообщил" свой ответ, "подают" необходимые кадры, меняя их последовательность в зависимости от выбранных учащимися ответов, т. е. обеспечивают различные реализации обучающей программы для различных учащихся, и т. д.

Иногда программированное обучение неправильно отождествляют с машинным обучением, или обучением без учителя. В действительности же это не так. Всякие обучающие машины, в том числе и наиболее совершенные АСО, являются лишь автоматизированными системами (а не автоматическими), создаваемыми в помощь, а не взамен учителю.

Программированное обучение содержит ряд достоинств, прежде всего в осуществлении принципа индивидуального подхода, своевременной обратной связи (ученик-учитель). Однако для его внедрения в широкую практику обучения нет ещё достаточных экспериментальных данных. Здесь еще нужна большая .исследовательская работа, включая конструирование обучающих машин и АСО, составление рациональных обучающих программ. Недостаточно изучены также вопросы сочетания программированного обучения с другими методами преподавания, возможности и целесообразности применения отдельных элементов программированного обучения с целью лучшего учета индивидуальных скоростей усвоения математического материала сильными, средними и слабыми учащимися.

Это особенно важно учитывать в обучении математике, где границы индивидуальных скоростей усвоения шире, чем по другим предметам, а ориентация на идеализированного среднего ученика приводит обычно к потере интереса к предмету у одних и к неуспеваемости других.

Всестороннее исследование названных и других вопросов может сделать программированное обучение полезным и применимым в широкой практике школьного обучения.

1.2 Анализ существующих методик обучения младших школьников программированию

Программированное обучение - это система последовательных действий (операций), выполнение которых ведет к заранее запланированному результату.

Значительную роль в формировании программированного обучения сыграл известный психолог Б.Ф. Скиннер, который в 1954 г. призвал педагогическую общественность повысить эффективность преподавания за счет управления процессом обучения, построения его в полном соответствии с психологическими знаниями о нем.

Основным постулатом теории Б.Ф. Скиннера служит тезис о том, что результат предшествующего действия (вернее -- его психологический эффект) влияет на последующее поведение. Следовательно, самим поведением можно управлять путем подбора определенных вознаграждений (подкреплений) верных действий, стимулируя, таким образом, дальнейшее поведение в ожидаемом русле.

В качестве центрального понятия для построения программированного обучения выступает категория управления. Как отмечает Н.Ф. Талызина, «истинная проблема заключается в том, чтобы на всех ступенях образования обучение было с хорошим управлением, включая и начальную школу и даже дошкольные учреждения».

Б.Ф. Скиннер и его последователи выявили законы, по которым формируется поведение, и на их основе сформулировали законы учения:

1. Закон эффекта подкрепления: если связь между стимулом и реакцией сопровождается состоянием удовлетворения, то прочность связей нарастает, и наоборот. Отсюда вывод: в процессе обучения нужно больше положительных эмоций.

2. Закон упражнений: чем чаще проявляется связь между стимулом и реакцией, тем она прочнее (все данные получены экспериментальным путем).

3. Закон готовности: на каждой связи между стимулом и реакцией лежит отпечаток нервной системы в ее индивидуальном, специфическом состоянии.

В основу технологии программированного обучения Б.Ф. Скиннер положил два требования:

1) уйти от контроля и перейти к самоконтролю;

2) перевести педагогическую систему на самообучение учащихся.

В основе концепции программированного обучения лежат общие и частные дидактические принципы последовательности, доступности, систематичности, самостоятельности. Эти принципы реализуются в ходе выполнения главного элемента программированного обучения -- обучающей программы, представляющей собой упорядоченную последовательность задач. Для программированного обучения существенно наличие «дидактической машины» (или программированного учебника). В этом обучении в определенной мере реализуется индивидуальный подход как учет характера освоения обучающимся программы. Однако главным остается то, что процесс усвоения, выработки умения управляется программой.

Программированное обучение в конце 60-х -- начале 70-х гг. получило новое развитие в работах Л.Н. Ланды, который предложил алгоритмизировать этот процесс.

Алгоритм есть правило (обратное утверждение неправомерно), предписывающее последовательность элементарных действий (операций), которые в силу их простоты однозначно понимаются, исполняются всеми; это система указаний (предписаний) об этих действиях, о том, какие из них и как надо производить Алгоритмический процесс -- это система действий (операции с объектом, он есть не что иное, как последовательное и упорядоченное выделение в том или ином объекте определенных его элементов. Одним из преимуществ алгоритмизации обучения является возможность формализации и модельного представлении этого процесса.

Преимущества управления, программирования в образовательном процессе наиболее полно и теоретически обоснованно представлены в обучении, основанном на психологической теорю поэтапного формирования умственных действий П.Я. Гальперина.

В теории П.Я. Гальперина процесс формирования умственные действий проходит 5 этапов:

1. Предварительное ознакомление с действием, с условиями его выполнения.

2. Формирование действия в материальном виде с развертыванием всех входящих в него операций.

3. Формирование действия во внешней речи.

4. Формирование действия во внутренней речи.

5. Переход действия в глубокие свернутые процессы мышления.

Совместно с Н.Ф. Талызиной П.Я. Гальперин реализовал эту теорию на практике в процессе обучения. Исходными теоретическими постулатами послужили следующие положения, разработанные в отечественной психологии Л.С. Выготским, С.Л. Рубинштейном, А.Н. Леонтьевым:

-- всякое внутреннее психическое есть превращенное, интериоризированное внешнее; сначала психическая функция выступает как интерпсихическая, затем как интрапсихическая;

-- психика (сознание) и деятельность суть единство, а не тождество: психическое формируется в деятельности, деятельность регулируется психическим (образом, мыслью, планом);

-- психическая, внутренняя деятельность имеет ту же структуру, что и внешняя, предметная;

-- психическое развитие имеет социальную природу: развитие человеческих индивидов пошло не путем развертывания внутреннего, наследственно заложенного видовым опытом, а путем усвоения внешнего общественного опыта, закрепленного в средствах производства, в языке;

-- деятельностная природа психического образа позволяет рассматривать в качестве его единицы действие. Отсюда следует, что и управлять формированием образов можно только через посредство тех действий, с помощью которых они формируются.

П.Я. Гальперин поставил перед обучением принципиально новые задачи: описать любое формируемое действие совокупностью его свойств, подлежащих формированию; создать условия для формирования этих свойств; разработать систему ориентиров, необходимых и достаточных для управления правильностью формирования действия и избегания ошибок. П.Я. Гальперин разграничил две части осваиваемого предметного действия: его понимание и умение выполнить. Первая часть играет роль ориентировки и названа ориентировочной, вторая -- исполнительной. П.Я. Гальперин придавал особое значение ориентировочной части, считая ее и «управляющей инстанцией»; позднее он назовет ее «штурманской картой».

В результате проведенных П.Я. Гальпериным и его учениками исследований было установлено, что:

а) вместе с действиями формируются чувственные образы и понятия о предметах этих действий. Формирование действий, образов и понятий составляет разные стороны одного и того же процесса. Более того, схемы действий и схемы предметов могут в значительной мере замещать друг друга в том смысле, что известные свойства предмета начинают обозначать определенные способы действия, а за каждым звеном действия предполагаются определенные свойства его предмета;

б) умственный план составляет только один из идеальных планов. Другим является план восприятия. Возможно, что третьим самостоятельным планом деятельности отдельного человека является план речи. Во всяком случае, умственный план образуется только на основе речевой формы действия;

в) действие переносится в идеальный план или целиком, или только в своей ориентировочной части. В этом последнем случае исполнительная часть действия остается в материальном плане и, меняясь вместе с ориентировочной частью, в конечном счете превращается в двигательный навык;

г) перенос действия в идеальный, в частности умственный, план совершается путем отражения его предметного содержания средствами каждого из этих планов и выражается многократными последовательными изменениями формы действия;

д) перенос действия в умственный план, его интериоризация составляют только одну линию его изменений. Другие, неизбежные и не менее важные линии составляют изменения: полноты звеньев действия, меры их дифференцировки, меры овладения ими, темпа, ритма и силовых показателей. Эти изменения, во-первых, обусловливают смену способов исполнения и форм обратной связи, во-вторых, определяют достигнутые качества действия. Первые из этих изменений ведут к преобразованию идеально выполняемого действия в нечто, открываемое в самонаблюдении как психический процесс; вторые позволяют управлять формированием таких свойств действия, как гибкость, разумность, сознательность, критичность и т.д. Основной характеристикой выполняемых действий П.Я. Гальперин считал разумность.

Теория поэтапного формирования умственных действий явилась фундаментом разработанного Н.Ф. Талызиной нового направления -- программирования учебного процесса. Его цель -- определение исходного уровня познавательной деятельности обучающихся, новых формируемых познавательных действий; содержания обучения как системы умственных действий, средств, т.е. действий, направленных на усвоение широкого крута знаний по третьему типу ориентировки (в плане развернутой речи); пяти основных этапов формирования умственных действий, на каждом из которых к действиям предъявляются свои требования; разработка алгоритма (системы предписаний) действий; обратная связь и обеспечение на ее основе регуляции процесса учения.

Существенными для реализации направления программирования обучения являются общие характеристики действий: по форме (материальное, внешнеречевое, речь «про себя», умственное);

по степени обобщенности; по мере развернутости; по мере освоения и тому, дается ли действие в готовом виде или осваивается самостоятельно.

В действии выделяются ориентировочные, исполнительные и контрольные функции. Согласно Н.Ф. Талызиной, «любое действие человека представляет собой своеобразную микросистему управления, включающую 'Управляющий орган" (ориентировочная часть действия), исполнительный, "рабочий орган" (исполнительная часть действия), следящий и сравнивающий механизм (контрольная часть действия)».

Центральным звеном формирования умственных действий является его ориентировочная основа, характеризуемая полнотой, обобщенностью и степенью самостоятельного освоения действий. Третий тип ориентировочной основы действий (в развернутой речи), отличаясь оптимумом полноты, обобщенности, самостоятельности, обеспечивает наивысшую эффективность формирования умственных действий.

Соотнося между собой существующие подходы к обучению, Н.Ф. Талызина отмечает, что по сравнению с бихевиористской теорией программирования теория поэтапного формирования умственных действий «строит наиболее рациональную структуру (систему познавательных действий)»; это подлинное управление развитием человека. В то же время эта теория служит примером последовательного воплощения деятельностного подхода к обучению.

В целом программированное обучение характеризуется совокупностью пяти признаков/принципов:

1) наличия поддающейся измерению цели учебной работы и алгоритма этой цели;

2) расчлененности учебной части на шаги, связанные с соответствующими дозами информации, которые обеспечивают выполнение каждого шага;

3) завершения каждого шага самопроверкой, результаты которой дают возможность судить о том, насколько он успешен, и предложения студенту достаточно эффективного средства для этой самопроверки, а если требуется, то и соответствующего корректирующего воздействия;

4) использования автоматического, полуавтоматического (матрицы, например) устройства;

5) индивидуализации обучения (в достаточных и доступных пределах).

Особая роль принадлежит созданию соответствующих программированных пособий. Программированные пособия отличаются от традиционных тем, что в последних программируется лишь учебный материал, а в программированных -- не только учебный материал, но и его усвоение, и контроль за ним. При обучении очень важно вовремя отметить образование смысловых барьеров. Они возникают, когда учитель, оперируя определенными понятиями, подразумевает одно, а ученики понимают другое.

Минимизация и преодоление смысловых барьеров -- одна из трудно разрешаемых проблем обучения. В этой связи дидактическое обеспечение программированного обучения обязательно включает обратную связь: внутреннюю (к обучаемому) и внешнюю (к преподавателю).

Материальной основой программированного обучения является обучающая программа, которая представляет собой специально созданное на основе пяти отмеченных выше принципов пособие. В этом пособии, как уже говорилось, программируется не только учебный материал, но и его усвоение (понимание и запоминание), а также контроль.

Обучающая программа выполняет ряд функций преподавателя:

-- служит источником информации;

-- организует учебный процесс;

-- контролирует степень усвоения материала;

-- регулирует темп изучения предмета;

-- дает необходимые разъяснения;

-- предупреждает ошибки и т.д.

Действие обучаемого, как правило, немедленно контролируется ответами. Если действие выполнено правильно, то обучаемому предлагается перейти к следующему шагу. При неверном действии в обучающей программе обычно разъясняются характерные ошибки, допущенные обучаемыми.

Таким образом, обучающая программа -- это опосредованная материальная реализация алгоритма взаимодействия учащегося и преподавателя, которая имеет определенную структуру. Она начинается со вступительной части, в которой преподаватель непосредственно обращается к ученику, указывая цель данной программы. Кроме того, во вступительной части должна быть некая «завлекалочка», чтобы заинтересовать ученика, а также краткая инструкция по выполнению программы.

Основная часть обучающей программы состоит из нескольких шагов. Они бывают ознакомительными, ознакомительно-тренировочными или тренировочными. Каждый шаг может включать несколько кадров, если это компьютерная программа. На одном дается краткая, поддающаяся измерению информация и затем задание или вопрос, чтобы ученик мог дать свое решение, ответить на поставленный вопрос, т.е. совершить какую-то операцию Такой кадр называется информационно-операционным. Если ученик ответил правильно, высвечивается информация, подтверждающая правильность его ответа, и дается стимул для дальнейшей работы. Если ученик ответил неточно или неверно, появляется кадр с наводящими вопросами или разъясняющей его ошибку информацией.

Заключительная часть обучающей программы носит обобщающий характер: приведение в систему сообщенного в основной части материала, инструкция по проверке обобщенных данных (самопроверка или проверка преподавателем).

Если обучающая программа безмашинная (сейчас это уже редко практикуется, поскольку есть ЭВМ), то рекомендуется составлять методическую записку для преподавателя. Она включает спецификацию обучающей программы и рекомендации преподавателю для правильного использования обучающей программы и учета ее результатов. Спецификация -- это следующие указания:

1. Назначение программы: вуз, колледж, семестр, специальность, характеристика исходного уровня продвинутости учеников (что они должны знать и уметь, чтобы выполнить данную программу).

2. Цель программы: чему и с использованием какого материала научится ученик в результате выполнения заданной программы.

3. Время, необходимое на выполнение программы.

4. Характеристика программы по степени массовости (фронтальная, индивидуально-групповая), по специфике протекания учебного процесса (ознакомительная, тренировочная, ознакомительно-тренировочная), цели (вид деятельности: устно, письменно), по месту выполнения (аудиторная, домашняя, лабораторная), отношению к обучающим устройствам (машинная, безмашинная).

5. Отношение к другим обучающим программам и непрограммированным пособиям (т.е. что было до нее и что будет после нее).

Особенностью этого вида обучения заключается в том, что ученик работает самостоятельно в посильном режиме и результат заданий фиксируется, при этом осуществляется индивидуальный подход к каждому ученику.

Центральным фундаментом в пользу введения курса компьютерной грамотности для учащихся младших классов является принцип равноправного доступа к образованию. Если ставится задача научить детей использовать возможности вычислительной техники, изучение компьютеров не может быть уделом только старшеклассников.

Ряд педагогов сомневаются в реальности достижения целей компьютерной грамотности в младших классах. Некоторые из них считают, что компьютеры представляют не что иное, как еще одно средство отвлечения внимания детей в классе. Другие настаивают на том, что невозможно подготовить учителей к использованию компьютеров на уроках и компетентному обучению детей компьютерной грамотности без серьезной профессиональной подготовки их в области вычислительной технике. Третьи выражают опасение, что постоянное использование компьютеров в школе приведет к такому положению, когда цельное поколение людей не сможет складывать и вычитывать числа, если не будет рядом компьютера. Одним из серьезных аргументов против включения компьютеров в содержание школьного обучения является столь быстрое развитие вычислительной техники, что даже постоянно обновляемая программа будет хронически отставать от него.

Еще более серьезным возражением является то обстоятельство, что дети будут гораздо меньше общаться друг с другом, поскольку значительную часть времени они будут проводить за компьютером. В этой связи выражается опасение, что дети, привыкшие к общению с компьютерами, будут оказывать более высокое предпочтение таким формам общения, которым свойственны точность и четкость, а не интуиция или неоднозначность, которые необходимы для искусства и гуманитарных видов деятельности.

По сравнению с прошлым в наше время пользоваться компьютером стало намного проще, для них характерно “дружественное” по отношению к пользователю программное обеспечение с простым меню и легко выполняемыми инструкциями, а информация представляется с помощью четких графических изображений и звуковых эффектов. Чтобы заставить компьютер делать то, что вы хотите, теперь вовсе необязательно владеть программированием. Нас повсюду окружает новая техника, и для современных детей компьютер сегодня страшен не более, чем стереосистема.

Для разработки нового высококачественного программного обеспечения совершенно необходимо тесное сотрудничество квалифицированных специалистов по программному обеспечению и опытных педагогов начальных классов. Именно для самых младших школьников следует требовать создания самого лучшего, дидактически продуманного и мотивированного программного обеспечения.

Сеймур Пейперт ответил на вопрос, требуется ли младшим школьникам языки программирования, в своей известной книге “Озарения” однозначно: “Да”. Специально для детей он придумал язык ЛОГО. Тем не менее, чтобы получить обоснованный ответ на поставленный вопрос, необходимы эксперименты. Учитывая современный уровень развития вычислительной техники, мы склонны к отказу от обучения экспериментальному программированию в младшем школьном возрасте. Главная мысль о работе С. Пейперта - дать ребенку возможность управлять компьютером, а не превращать ребенка в подручного машины. Сегодня, благодаря новой технике этот замысел можно реализовать более простым методом. С помощью “мыши” и меню младшие школьники могут творчески работать со сложными графическими программами, текстовыми редакторами и программами компьютерной верстки, не имея даже навыков программирования.

Стоит подчеркнуть, в будущих экспериментах не следует делать упор на введение различных технических “новинок”, превращающих начальную школу в открытый рынок для новый технологий. Педагогика начальной школы призвана сегодня критично подходить к меняющейся действительности, окружающей детей в высокотехнолизированном мире. При этом следует объективно изучать и сравнивать как негативные воздействия, так и позитивные дидактические возможности новых технологий, чтобы выработать ориентированную на будущее методику и практику построения учебных занятий в начальной школе.

Вывод по главе 1.

Программированное обучение содержит ряд достоинств, прежде всего в осуществлении принципа индивидуального подхода, своевременной обратной связи (ученик-учитель). Педагогика начальной школы призвана объективно изучать и сравнивать как негативные воздействия, так и позитивные дидактические возможности новых технологий, чтобы выработать ориентированную на будущее методику и практику построения учебных занятий в начальной школе.

Глава 2. Разработка методики преподавания раздела «Программирование в среде Scratch» учащимся начальной школы

2.1 Особенности программирования в среде Scratch

Scratch - это совершенно уникальная среда программирования для детей. Или правильнее сказать - среда для обучения программированию. Какому языку программирования она учит? Языку Scratch!

И, конечно, наберитесь терпения, в конце концов вы узнаете, какая может быть связь между программой Scratch и платой Марсоход.

Давным-давно, когда я ходил в школу, мы на уроках информатики изучали язык Basic. Это в общем-то довольно простой язык программирования. С его помощью учителя нам объясняли что такое алгоритмы, переменные, циклы и ветвления программ. Теперь наверное языку Basic уже не учат. Учат работе с программами типа Paint, Wordpad, иногда программирование черепашек и ЛогоМиры. Сказать по правде - меня не очень впечатляет.

А вот язык Scratch меня действительно удивил. И довольно быстро я смог научить своих детей этому «странному программированию». Scratch - "объектно ориентированный" язык программирования с "многопоточностью". Странность программирования на языке Scratch заключается в том, что не нужно писать программу в виде текста. Вместо этого, программа составляется из блоков, которые нужно перетаскивать и соединять как кубики Lego.

Давайте по порядку.

Scratch - это бесплатная программа, покупать ее не нужно.

Сперва зайдите на сайт http://scratch.mit.edu/ - это сайт программы Scratch. Найдите на этом сайте кнопку “Download Scratch”. Теперь нужно запустить его и программа будет установлена. При установке программы вы увидите всякий текст на английском языке - не пугайтесь, просто жмите кнопки Next (Далее) и Install (Установить). После установки язык отображения программы можно установить какой угодно: хоть русский, хоть греческий или арабский.

Теперь запустим программу Scratch. Вот что мы видим:

Окно программы разделено на несколько частей.

Справа вверху большое окно с белым фоном и объектом Кошка в центре.

В этом окне будут происходить события, запрограммированные нами. Объект Кошка сразу появляется по умолчанию. Мы можем использовать ее в нашей программе, а можем и не использовать. Клик мышкой на зеленом флажке вверху запускает программу, а на красном кружочке - останавливает.

Чуть ниже есть три кнопочки в виде звездочек:

Это кнопочки «Рисовать новый объект», «Выбрать новый объект из файла», «Выбрать случайный объект». Собственно первая кнопка «Рисовать новый объект» на самом деле позволяет создать новый объект. Программирование на языке Scratch можно условно назвать объектно ориентированным. Мы создаем объекты, описываем их поведение с помощью скриптов и помещаем их на «сцену».

Внизу справа - это область, где отображаются все объекты нашего проекта и все имеющиеся у нас сцены.

Объекты и цены можно удалять (правая кнопка мыши и появляется меню) или дублировать: создавать копии существующих объектов. Поведение каждого объекта определяется его программой - скриптом.

В средней части программы можно описывать скрипты-программы объектов, их костюмы и звуки, которые они играют.

Костюм - это внешний вид объекта, он может меняться. Например, если ваш объект - это ракета, то в конце полета она может взорваться, значит понадобятся 2 картинки - изображение объекта ракеты до и после взрыва. Костюмы можно добавлять и удалять, исправлять. В примере с Кошкой мы видим у нее два Костюма - это две позы, когда она как бы идет:

Меняя Костюмы по очереди мы получаем анимацию идущей Кошки. Перейдем на закладку скрипты. Скрипт такой анимации будет выглядить, например, вот так:

Этот скрипт описывает цикл в котором по очереди сменяется вшенший вид Кошки. Чем больше костюмов будет сменяться по очереди, тем плавнее будет анимация.

Один объект может иметь одновременно много разных скриптов.

Например, второй скрипт для Кошки может управлять ее положением на экране, слушаясь некоторых клавиш:

Если запустить оба эти скрипта на исполнение, то Кошка будет шевелить ногами, идти и будет перемещаться влево или вправо в зависимости от нажатия клавиш на клавиатуре.

Конечно возникает вопрос - где брать все эти блоки-модули для наших скриптов?

Очень просто: слева в окне программы есть область, где все эти блоки лежат. Все блоки-кирпичики разделены на несколько типов: движение, контроль, внешность, сенсоры, звук, операторы, перо, переменные.

Для создания скрипта просто выбирайте мышкой нужный блок и тяните его в область скриптов. Модули сами слипаются между собой, только нужно выбрать им правильное место, чтобы они делали то, что нужно для вашей программы.

Вот пожалуй и все, что нужно знать для начала программирования на языке Scratch.

Программы можно сохранять в памяти компьютера, потом позже открывать исправлять или показывать знакомым. Их даже можно публиковать в интернете! Для этого нужно зарегистрироваться на сайте Scratch (http://scratch.mit.edu/) и, после этого, воспользоваться в программе соответствующим пунктом меню.

2.2 Методические рекомендации по преподаванию раздела «Программирование в среде Scratch»учащимся начальной школы

На основе анализа учебников и возможностей программы мною сделан вывод, что обучение учащихся начальной школы программированию в среде Scratch должно проходить поэтапно, от простого к сложному. Для большего понимания того, как устроена программа, учащимся, на начальном этапе нужно привести пример из жизни. Таким примером может служить конструктор Лего, в котором фигуры и конструкции собираются из различных частей - кубиков, что в свою очередь показывает необходимость подбора правильных кубиков, так как если это не учитывать, то нужную фигуру или конструкцию мы не получим. Также учащимся легче понять понятие «алгоритм» из примера - инструкции по сборке.

После того, как учителем выявлено понимание учащимися, следует переходить непосредственно к описанию программы. На данном этапе мы вплотную работаем с конструктором Лего, показывая сходство. Нагляднее всего его отметить используя конструктор и выведенную на проектор среду Scratch. Необходимо обязательно отметить то, что собирая кубики, наша фигурка растет вверх, а собирая скрипт в среде Scratch - вниз.

Рис. 1 Лего и Scratch

Показав наглядно сходство можно приступить к описанию смысловых зон среды Scratch, описанных ранее. Поочередно описываются сцена, поле блоков, поле скриптов, лист спрайтов и т.д.

Первым этапом работы в среде Scratch должен стать небольшой проект, например движение спрайта, рисунок 2.

Рис. 2. Скрипт движения спрайта

Учитель вместе с учениками пошагово собирает, «кубик за кубиком», скрипт. После того как скрипт собран, учитель должен пояснить, что произойдет на сцене. Собрав этот не сложный скрипт, мы решаем сразу несколько вопросов, таких как: «Как собирать скрипт?», «Как запустить скрипт, как собирать скрипт?». Далее следует заметить, что выполнение скрипта можно запускать несколькими способами: с клавиатуры, мышью, при получении скриптом сообщения о запуске.

Также следует уделить внимание учащихся на новые понятия: скрипт, программа. Самое подходящее описание понятия скрипт, это алгоритм. Понятие алгоритм учащиеся уже должны знать, в этом случае устно проговаривается определение. Если понятие алгоритм учащимся еще не знакомо, то лучше всего дать упрощенное определение которое образуется из определения приведенного ранее: «Алгоритм - это последовательность действий, которые выполняются друг за другом и приводят к решению поставленной задачи». Из этого определения выходит определение программы: «Программа - это совокупность алгоритмов». Также учащимся следует пояснить, что совокупность это соединение, собрание.

После того, как учащиеся разобрались с тем, как запускать скрипт, можно переходить к рассмотрению остальных блоков, в такой последовательности: блок «Движение», блок «Внешность», блок «Звук», блок «Перо», блок «Контроль» - рассмотреть циклы и условия, блок «Сенсоры», блок «Числа» - рассмотреть понятие случайное число, и блок «Переменные».

Среда программирования Scratch дает возможность реализации циклических алгоритмов и условий. Циклы и условия находятся в блоке «Контроль».

Для того чтобы учащиеся наиболее успешно усвоили данные определения, их следует вводить одновременно. Понятие «Цикл» можно охарактеризовать как «многократное выполнение одного или нескольких действий». Понятие условие описывается как «выполнение того или иного действия в зависимости от ситуации». Понятие случайное число, должно быть известно учащимся с уроков математики, но все равно стоит напомнить, что «случайное число - это число, которое случайным образом задается из определенного диапазона». После того, как определение дано следует привести пример случайного числа. Таким примером может служить телевизионная игра «Лото», по правилам которой из мешочка достаются бочонки, на которых указываются числа от 1 до 99. Тем самым мы показываем наглядный пример случайных чисел, ведь нельзя вытащить из мешочка заранее известное число. Реализация всех трех конструкций хорошо показывается при демонстрации мультфильма «Полет пчелы», смыслом которого является бесконечное перемещение спрайта по сцене ограниченной черной рамкой. Тогда скрипт выглядит так:

Листинг скрипта показывает то, что щелчок по зеленому флажку приводит в действие скрипт, выполнение которого приводит к бесконечному перемещению спрайта по сцене ограниченной черным квадратом. Спрайт при касании черного цвета будет менять свое направление на случайное число в диапазоне от 90 до 100, тем самым спрайт никогда не покинет пределы черного квадрата и тем более сцены.

Для быстрого и успешного усвоения новых тем рекомендуется использовать раздаточный материал и компьютерные презентации. Используя на уроках одновременно оба варианта, позволит легко закреплять полученные знания и умения у младших школьников.

Для того чтобы дети эффективно усваивали знания в новой области, необходимо наличие мотивации. А мотивация учебной деятельности возникает, если они чувствуют личную заинтересованность в приобретении знаний для достижения своей цели. Scratch позволяет создавать проекты, которые интересны различным возрастным группам от 8 до 16 лет и старше - интерактивные презентации, мультфильмы, компьютерные игры, программы-тренажеры с использованием графики и мультимедиа.

Для контроля успешности учащихся необходимо несколько самостоятельных разработок небольших проектов, например: мультфильм «Кот», мультфильм «Полет пчелы» и «Калькулятор» и одного большого проекта «Электронное пианино».

При разработке мультфильма «Кот», учащиеся показывают свои знания и умения работать с блоками «Движение» и «Внешность». На примере учащихся 4 класса МОУ СОШ № 1 можно отметить, что с данным заданием справились все.

Второй мультфильм «Полет пчелы» требует от учащихся навыков работы с блоками «Движение», «Внешность», «Сенсоры». Учителю необходимо следить за работой учащихся, потому что мультфильм «Полет пчелы» сильно отличается от мультфильма «Кот» по уровню сложности и набору команд в скрипте. Это нужно делать для того, чтобы работа учащихся была наиболее продуктивна. В некоторых случаях возможна такая реализация этого проекта: учитель заранее собирает правильный скрипт и разбивает его на части, а учащимся предлагается собрать из частей правильную комбинацию. Такой метод хорошо себя показал при работ с учащимися, у которых слабо развито умение работать за компьютером или не развито совсем.

Проект «Калькулятор» должен показать умение учащихся работать с блоком «Числа» и «Переменные». Также учитель может проверить умение учащихся работать со спрайтами - создание, редактирование. Данный проект должен стать завершающим этапом, перед разработкой проекта «Электронное пианино» в котором должны будут отражены навыки работы со всеми блоками вместе.

Из выше сказанного можно сделать вывод, что преподавание темы, «Программирования в среде Scratch» учащимся начальной школы, должно проходить в спиралевидной форме. На первых этапах рассматриваются простые вещи, например блок «Контроль». Но при этом блок не рассматривается сразу целиком. Учитель должен периодически, тогда когда возникает необходимость, возвращаться к рассмотрению новых возможностей. Это позволяет не перезагружать детей избыточной информацией, но в тоже время рассмотреть и изучить наибольшее число команд.

Остановимся подробнее на тех вопросах, которые необходимо отразить при изучении темы «Программирование в среде Scratch» учащимися начальной школы, а именно:

1) знакомство учащихся со средой программирования Scratch;

2) рассмотрение различных способов запуска скрипта или нескольких скриптов;

3) создание и редактирование спрайтов и звуков;

4) рассмотрение скриптов связанных с движением объектов;

5) рассмотрение скриптов связанных с изменением внешности объектов;

6) рассмотрение скриптов связанных с изменением сцены при помощи спрайта;

7) рассмотрение различных сенсоров встроенных в среду;

8) изучение понятия переменная, и использование ее при счете и других различных областях применения;

9) создание творческого проекта для закрепления всех полученных знаний.

Отвечая на эти вопросы, необходимо постоянно возвращаться к полученным ранее знаниям, с целью их углубления.

Знакомство учащихся со средой программирования Scratch описано выше.

Рассмотрение различных способов запуска скрипта необходимо потому, что программа может состоять из множества отдельных скриптов, работа которых должна быть не синхронной, а проходить в строго определенный момент. Тем самым в начале изучения данной темы лучше всего рассматривать стандартный запуск скрипта - при помощи зеленого флажка. Таким образом, можно запускать один или несколько скриптов, запуск которых должен быть параллелен.

После того, как учащиеся освоят способ запуска скрипта необходимо создать первый скрипт. Но до создания первого скрипта нужно рассказать учащимся о блоках «Движение» и «Внешность». Это нужно для того, чтобы самый первый скрипт сразу произвел на школьников впечатление.

В блоке «Движение» необходимо, для начала, рассмотреть простейшие кубики, такие как: , и . Данные кубики позволяют перемещать объект по сцене, при этом все три кубика совершенно разные. Также целесообразнее сразу рассмотреть несколько кубиков из блока «Внешность», такие как: , , , и . Для того, чтобы получилась анимация нужно использовать кубик , и если движение должно происходить многократно . Перечисленные ранее кубики можно различными способами компоновать и составлять разнообразные последовательности команд. Начинаться первый скрипт обязательно должен с кубика .

Применение данных кубиков учащимися целесообразно при решении поставленных перед ними задач. Например, одной из типовых задач может служить задача о коте. Целью задачи является перемещение кота из указанной точки в любом направлении. При этом кот должен на каждом шаге менять свой костюм и в конце сказать любую фразу, например: «Привет! Как дела?». При этом собирание скрипта у учащихся не вызовет больших усилий. Также, не обозначая и не рассказывая о том, что такое циклическая структура, учащиеся с легкостью используют ее в своих программах. Это свидетельствует о том, что программа действительно предназначена для раннего возраста.

Рис. 3. Скрипт задачи о коте

Анализируя скрипт, обратим внимание на то, что вполне законченное действие - анимация, или можно даже сказать короткий мультфильм, не является сложным набором скриптов, а умещается всего лишь в нескольких строчках. В то же время, если учащимся дать задание, в котором они смогут немного пофантазировать, данный скрипт может перерасти в полноценный мультфильм.

Сразу после этого лучше всего рассмотреть возможность использования разнообразных спрайтов из библиотеки среды Scratch и создание и редактирование собственных спрайтов.

Создание собственного спрайта очень интересное и в то же время простое занятие. Интегрированный редактор очень похож на графический редактор Paint. В графическом редакторе присутствуют такие инструменты, как кисть, ластик, заливка, прямоугольник, окружность, линия, надпись, выделение, штамп и выбор цвета. Также есть возможность изменять готовый рисунок, например: уменьшение или увеличение рисунка, поворот рисунка на 90 градусов по и против часовой стрелки, отражение рисунка по горизонтали и вертикали. Все нарисованные рисунки можно сохранить на жесткий диск или наоборот, открыть с него. Палитра цветов среды Scratch аналогична палитре цветов графического редактора Paint.

Рис. 4. Графический редактор

После, возможно вернуться к ранее созданной программе, и заменить спрайт кота на созданный или отредактированный спрайт учащимся. Таким образом, мы развиваем творческую деятельность младших школьников, одновременно изучая программирование, т.е. мы все время можем вернуться к ранее созданной программе и улучшить ее.

Следующим важным вопросом является добавление звуков в программу. Для того, чтобы в полной мере показать возможности блока «Звук» необходимо наличие звуковых адаптеров и колонок на учебных компьютерах. Важно помнить, что звук из колонок должен быть таким, чтобы его можно было отчетливо слышно учащемуся использующему его, но в то же время чтобы этот звук не отвлекал остальных учащихся.