Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Методология использования гибридных цифровых образовательных сред как основы перехода к текстовому программированию в младшей школе

Содержание:

Оглавление

Введение 3

Глава 1. Теоретические основы использования гибридных цифровых образовательных сред как основы перехода к текстовому программированию в младшей школе 6

1.1. Особенности обучения программированию в начальной школе 6

1.2. Психолого-педагогические особенности использования текстового программирования в младшей школе 12

1.3. Программные среды и языки программирования для младших школьников 20

Выводы по первой главе 28

Глава 2. Разработка курса по использованию гибридных цифровых образовательных сред как основы перехода к текстовому программированию в младшей школе 30

2.1. Содержание курса по использованию среды ПиктоМир 30

2.2. Конспекты уроков курса 41

2.3. Методические рекомендации по проведению занятий курса 55

Выводы по второй главе 63

Заключение 65

Список литературы 67

Введение:

Актуальность исследования. Информатика в современном мире является одним из важнейших направлений образования и играет большую роль в формировании у детей навыков работы с персональным компьютером. На сегодняшний день наука развивается очень стремительно, и современное образование часто не успевает за ней, вследствие чего, появляется необходимость реализации дополнительных курсов по информатике.

Существует множество пропедевтических курсов по предмету информатика, направленных на общее знакомство с информационными процессами, информацией в целом и носят исключительно развивающий характер. Однако в наши дни этого мало для овладения навыкам эффективного использования компьютера детьми. При изучении программирования у детей хорошо развивается логическое, алгоритмическое и творческое мышление, необходимое не только на уроках информатики, но и в повседневной жизни школьника. Логическое мышление, способствующее лучшему усвоению школьной программы, нужно ребенку с первых дней занятий в школе.

Остаётся лишь выбрать язык программирования, который будет легок и доступен детям. Язык должен быть не только прост в изучении, но и иметь возможность решения различных задач, понятных детям разного возраста. В настоящее время существует много языков программирования для изучения в школе, но для изучения названным критериям соответствует лишь визуальная среда программирования ПиктоМир.

ПиктоМир является свободно распространяемой цифровой образовательной средой (ЦОС) для изучения азов программирования дошкольниками и младшими школьниками. ПиктоМир позволяет ребенку «собрать» из пиктограмм на экране компьютера несложную программу, управляющую виртуальным исполнителем-роботом. ПиктоМир в первую очередь ориентирован на дошкольников и учащихся начальной школы, не очень любящих писать.

Учитывая возрастающие темпы информатизации общества, цифровизации промышленности, образования и науки, в рамках перехода к цифровой экономике, специалисты ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН разработали цифровую образовательную среду ПиктоМир, в которой начинается раннее знакомство детей с системой научных понятий программирования.

При этом изучение учащимися начальной школы основ алгоритмизации и программирования в цифровой образовательной среде ПиктоМир К требует соответствующих методик. Именно ПиктоМир К является гибридной средой – текстовой и пиктографиечской. В соответствии с ФГОС НОО – это задача абсолютно новая и сложная, требующая детальной, глубокой работы по изучению и построению принципиально нового содержания образования.

Объект исследования: методология использования гибридных цифровых образовательных сред.

Предмет исследования: методология использования гибридных цифровых образовательных сред как основы перехода к текстовому программированию в младшей школе.

Цель исследования: теоретически обосновать и разработать курс по использованию гибридных цифровых образовательных сред как основы перехода к текстовому программированию в младшей школе.

Задачи исследования:

1. Выявить особенности обучения программированию в начальной школе.

2. Проанализировать психолого-педагогические особенности использования текстового программирования в младшей школе.

3. Проанализировать программные среды и языки программирования для младших школьников.

4. Разработать содержание курса по использованию среды ПиктоМир.

5. Разработать конспекты уроков курса.

6. Разработать методические рекомендации по проведению занятий курса.

Методы исследования: анализ научно-методической и психолого-педагогической литературы по теме исследования, синтез, систематизация, обобщение, классификация, анализ результатов работы.

Теоретическая значимость исследования заключается в теоретическом обобщении основных характеристик обучения основам программирования в начальной школе, а также особенностей изучения среды ПиктоМир в начальной школе.

Практическая значимость исследования заключается в том, что материалы, представленные в данной работе, могут быть использованы в образовательном процессе начальной школы при обучении основам алгоритмизации и программирования.

Структура работы. Работа состоит из введения, двух глав, выводов по главам, заключения, списка литературы.

Заключение:

Заключение

Обучение программированию способствует определению строгой логической последовательности, непрерывности мыслительных процессов, постепенно подводящих учащегося к самостоятельному «открытию» истины и позволяющих избежать логического провала. Работа по обучению программированию должна начинаться с начальной школы, потому как уже с прибытия в школьное учреждение учащийся осуществляет мыслительную работу, а алгоритмическая грамотность является одним из главнейших условий её успешности. Программирование формирует мышление младших школьников в строгом постоянном логическом процессе, дисциплинирует и тренирует мыслительные процессы, которые играют главнейшую роль в создании ключевых и предметных компетентностей.

Были рассмотрены основные теоретические аспекты проблемы преподавания основ программирования учащимся младших классов, рассмотрены методы обучения и обоснованы возрастные и психологические особенности младших школьников.

Из анализа программных сред и языков программирования можно сделать вывод, что у каждого программного средства присутствуют как собственные преимущества, так и недостатки. Большой выбор программных средств предоставляет огромные возможности для изучения программирования в игровых формах. Теоретический минимум рассмотренный в данной работе служит основной составляющей разработки курсов программирования в начальной школе.

ПиктоМир можно рассматривать как инструмент для творчества, оставив программирование на втором плане. Благодаря простоте языка и идеологии в целом именно другая версия — ПиктоМир К позволяет легко научиться основам программирования. ПиктоМир К имеет несколько особенностей, делающих его подходящей средой для обучения программированию дошкольников и младших школьников. Во-первых, он имеет привлекательный для детей интерфейс. Во-вторых, задания, имеющиеся в ПиктоМире К, наполнены для младших школьников смыслом – ведь им необходимо не просто написать что-то отвлеченное, а создать программу управления Роботом, действия которого можно увидеть тут же на экране. ПиктоМир К является пиктограммно-текстовой учебной средой программирования.

Было разработано содержание и тематическое планирование для элективного курса по изучению гибридной цифровой образовательной среды как основы перехода к текстовому программированию для учащихся начальной школы. Разработанный элективный курс рассчитан на 8 занятий для младших школьников с использованием цифровой образовательной среды ПиктоМир-К.

Разработаны конспекты некоторых уроков, входящих в элективный курс по изучению гибридной цифровой образовательной среды ПиктоМир-К.

Представлены методические рекомендации по проведению занятий курса. Были разработаны методические рекомендации по использованию цифровой среды ПиктоМир-К в начальной школе в рамках элективного курса как средства развития алгоритмического мышления детей. Представленный примерный тематический план занятий с применение современного цифровой среды ПиктоМир-К, предусматривает деятельность по развитию творчества и изучению основ программирования. Графические исполнители, реализованные в этой программной среде, помогают изучить основные конструкции процедурных языков программирования алгоритмического языка, освоить простейшие практики отладки.

Таким образом, цель, поставленная в работе, достигнута, а задачи решены.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. Теоретические основы использования гибридных цифровых образовательных сред как основы перехода к текстовому программированию в младшей школе

1.1. Особенности обучения программированию в начальной школе

За последнее время особое внимание стало уделяться раннему обучению обучающихся программированию. Для этой цели по всей стране реализуются дополнительные общеразвивающие программы технической направленности в области формирования алгоритмического мышления и раннего обучения программированию. Развиваются такие сети клубов, как «Информатикум», «Кванториум», «Школа юных программистов» и др. Однако, текущие и потенциальные потребности отечественного рынка требуют, чтобы программированием овладел практически каждый сегодняшний школьник [14].

Образовательный стандарт, на данный момент, по программе «математика и информатика» не реализует изучение базовых разделов информатики, на которые опирается информатика во ФГОС ООО. Информатика, как отдельный предмет, преподается далеко не во всех школах. Из-за чего первичные знания по данному предмету достигаются либо во внеурочной деятельности, либо в основной школе.

Во многих странах в программу дошкольного образования уже несколько лет входит программа обучения программированию. В Великобритании, с 2014 года, младшие школьники в возрасте от 5 лет учат создавать простейшие программы. В Эстонии в 2012 году включена программа изучения основ программирования с 1 по 11 классы. А в Австралии, с 3 класса, изучаются визуальные языки программирования [18].

Согласно федеральному стандарту начального общего образования, важными задачами математического образования являются [50]:

 формирование основ логического и алгоритмического мышления у обучающихся; умение регистрировать и выполнять алгоритмы;

 умение действовать по алгоритму и строить простые алгоритмы