«Информационные технологии в образовании» Центр новых педагогических технологий Московский областной общественный фонд новых технологий в образовании

Интернет-проект как средство развития ключевых компетенций обучающихся

Агрба Л.М. (lagrba@list.ru)

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №149 (МБОУ СОШ №149), г. Н. Новгород

Аннотация

В статье представлен опыт организации и проведения регионального Интернет-проекта по информатике «Компьютерное путешествие» на образовательном портале Letopisi.ru. Подробно описаны задания каждого этапа, дана характеристика выполненных учащимися работ, подведены итоги Интернет-проекта.

Информационно-коммуникационные технологии предоставляют возможность осуществлять проектную деятельность на новом уровне и проводить с помощью проектной методики не только уроки, но и внеклассную работу. И в этом учебном году для учащихся 7-8 классов мною был проведен Интернет-проект по информатике «Компьютерное путешествие» на образовательном портале Letopisi.ru. Организаторами Интернет-проекта выступили Управление образования и РМО учителей информатики Московского района г. Н. Новгорода. Интернет-проект проводится 05.04.12 г. - 10.05.12 г. Участниками Интернет-проекта стали команды учащихся 7-8 классов муниципальных образовательных учреждений под руководством учителя.

Интернет-проект проводится в целях развития ключевых компетенций обучающихся через самостоятельную познавательную и исследовательскую деятельность. Интернет-проект организован в увлекательной для учащихся форме - соревнования.

Работа осуществлялась в 5 этапов:

Организационный этап. На этом этапе осуществлялся сбор и обработка заявок от команд. Были опубликованы сроки каждого этапа Интернет-проекта, задания для участников, требования к выполненной работе, ссылки на справочный материал и критерии её оценки. Это позволило командам создать творческие группы, отвечающие за результат работы на каждом этапе Интернет-проекта и спланировать работу.

В Интернет-проекте по информатике «Компьютерное путешествие» участвовало 10 команд (91 ученик и 10 учителей) из разных образовательных учреждений Нижегородской области. Начиная с открытия Интернет–проекта, всем желающим оказывались виртуальные консультации на страницах Интернет-проекта в Letopisi.ru, через электронную почту и телефонную связь.

«Археологическая сказка» (1 этап). Участники Интернет-проекта, основываясь на знаниях устройства современного компьютера, с помощью любого графического редактора «воссоздали» карту «Компьютерной земли». Работа на этом этапе требовала от участников не только хороших знаний теоретического материала, но и творческого подхода, воображения и фантазии. Результаты этого этапа превзошли все ожидания, настолько интересными и творческими были работы ребят! По окончании этого этапа всем участникам Интернет-проекта было предложено самим оценить работы команд. В оценке приняло участие 84% участников проекта.

«Музей информатики» (2 этап). Командам предлагалось написать статью «Любопытный факт...», в которой отразить только самые интересные, занимательные и любопытные факты истории информатики. Все статьи разместили в Гугл-документах и дополнительно опубликовали на страницах Letopisi.ru. Работы участников Интернет-проекта сложились в вереницу интереснейших фактов, связанных с историей информатики, и по окончании этапа участникам было предложено познакомиться и оценить работы всех команд. Почти все участники Интернет-проекта изучили и беспристрастно оценили работы соперников!

«История информатики в лицах» (3 этап). Ребята по предложенной им дате определяли имя исторического персонажа, с которым она связана, нашли информацию об этом историческом персонаже и один из слайдов общей презентации Интернет-проекта посвятили этому историческому лицу. Школьники творчески подошли к решению поставленной задачи, все слайды были оформлены очень оригинально и грамотно. В результате работы на этом этапе у нас получилась коллективная и очень интересная презентация «История информатики в лицах».

«Путешествие во времени» (4 этап). Командам предлагалось: найти ресурсы по теме «История Интернета», выбрать наиболее значимые события, систематизировать и представить найденную информацию в виде ленты времени, отражающей историю развития Интернета, ссылку на опубликованную ленту времени разместить на странице Интернет-проекта в Letopisi.ru. Для создания «Ленты времени» участники Интернет-проекта должны были освоить любой из соответствующих WEB-сервисов, с чем они достойно справились.

«Дневник путешественника» (5 этап). Участники Интернет-проекта по информатике «Компьютерное путешествие» поделились своими впечатлениями об участии в проекте в формате облака эмоций с использованием сервиса генерации облаков ключевых слов. По работам команд видно, что проект достиг поставленных целей, работа в нем была интересной и познавательной для всех его участников!

Подведение итогов и награждение. Оценка работ каждого этапа проводилась и публиковалась на следующий день по его окончании на страницах Интернет-проекта, что способствовало развитию соревновательного духа команд. Интернет-проект завершен, итоги подведены и опубликованы на страницах образовательного портала Letopisi.ru. Завершилась рассылка сертификатов и грамот, но проигравших в этом Интернет-проекте точно нет!

На страницах многих образовательных сайтов открываются новые и традиционно проводимые Интернет-проекты на разные темы. Формы их проведения различны, но неизменным остается их высокая результативность: в развитии познавательных интересов учащихся, формировании умений работать самостоятельно и ориентироваться в информационном пространстве. Совершенствуются формы взаимодействия учащихся со сверстниками и взрослыми, поскольку формат Интернет-проекта часто ставит учителя в роль ученика, и многому приходится учиться вместе с ребятами.

Наш Интернет-проект по информатике «Компьютерное путешествие» не исключение, он научил нас больше доверять своим ученикам, предоставлять им возможность действовать самостоятельно, помогать им проявлять индивидуальность, раскрывая свой интеллектуальный потенциал и развивая творческие способности!

Литература

1. 
   Сетевой проект Юдина И.А. (http://wiki.pippkro.ru/index.php/)
   
2. 
   Метод проектов д.п.н., проф. ПОЛАТ Е.С., ИОСО РАО (http://distant.ioso.ru/project/meth%20project/metod%20pro.htm)
   

ИЗУЧЕНИЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ЧЕРЕЗ УВЛЕЧЕНИЕ РОБОТОТЕХНИКОЙ

Борисов Н.А. (nborisov@inbox.ru)

Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского (ННГУ)

Аннотация

Для привлечения абитуриентов в ВУЗы на специальности, связанные с изучением программирования необходимо заинтересовать этим предметом школьника, показать связь разрабатываемых им программ с реальным миром. Одним из способов решения этой задачи является разработка и программирование роботов на базе конструкторов ЛЕГО. В докладе представлен опыт работы в этом направлении кафедры математического обеспечения ЭВМ ННГУ им. Н.И.Лобачевского.

Не секрет, что сегодня ВУЗы, даже ведущие, испытывают недостаток в абитуриентах. Хотя в ведущих вузах их поток не иссякает, и план приема выполняется, встает проблема привлечения школьников, достаточно подготовленных для поступления и последующего обучения в ВУЗе, особенно по дисциплинам, связанным с программированием.

Практически повсеместная отмена вступительных экзаменов и прием абитуриентов только по результатам ЕГЭ позволяет с известной степенью достоверности оценить только подготовку по математике, русскому языку и физике. Экзамен по информатике сдают далеко не все студенты, поступающие на специальности, связанные с информационными технологиями, вычислительной техникой и программированием.

Изучение информатики в средней школе по-прежнему не ориентировано на подготовку к обучению на специальностях механико-математического и информационно-технологического профиля. Далеко не все студенты мехмата и факультета ВМК изучают в школе программирование на языке высокого уровня в достаточном объеме, чтобы успешно освоить университетскую программу.

К тому же не для всех школьников программирование на языках высокого уровня представляется интересным и привлекательным. На традиционных уроках информатике в школе зачастую используются устаревшие среды программирования, позволяющие разрабатывать только консольные приложения или приложения с примитивной графикой. Такие программы работают с абстрактными данными, как правило, никак не связанными с окружающим миром. Поэтому перед вузовскими педагогами, работающими в школе, встает задача сломать этот стереотип, и сделать программирование привлекательным, интересным и более связанным с реальной жизнью.

Существует немало способов постановки реальных задач и реализации интересных программных проектов силами школьников. Одним из таких направлений, интенсивно развивающимся в последние годы, является преподавание в школах робототехники (главным образом, в виде факультативов), включающей конструирование и програм­мирование роботов, созданных на основе широко распространенных детских конструкторов, например, ЛЕГО.

ЛЕГО-роботы (и аналогичные им) представляют собой наборы деталей конструктора, дополненные микропроцессором, который можно программировать на языке высокого уровня, сервомоторами с обратной связью, а также датчиками (сенсорами), позволяющими получать информацию о внешнем мире и использовать ее при программировании целенаправленного поведения робота.

Алгоритмизация задачи, поставленной перед роботом, и ее последующая программная реализация здесь выступают не как самоцель, а как средство решения интересной и привлекательной для школьника инженерно-технической проблемы: создания кибернетического устройства для выполнения заданной операции. Диапазон задач, решаемых с помощью подобных роботов, очень широк, перечислим только некоторые направления:

• 
  Движение в окружающем робота пространстве и его исследование; поиск, распознавание, сбор и транспортировка предметов заданного типа;
  
• 
  Игровые и развлекательные задачи (сборка кубика Рубика, игра в крестки-нолики и т.п.);
  
• 
  Разнообразные состязания и спортивные соревнования роботов (кегельринг, теннис, робофутбол, сумо и т.д.);
  
• 
  Помощь человеку в работе по дому («умный дом»), помощь людям с ограниченными возможностями.
  

В результате правильно организованного обучения школьники, не предполагавшие заниматься программированием, но заинтересовавшиеся робототехникой, получают навыки разработки алгоритмов и программ, необходимые им для дальнейшего успешного обучения в ВУЗе. Дополнительной мотивацией для выбора ВУЗа, факультета и специальности может послужить наличие возможности продолжать занятия робототехникой во время обучения в ВУЗе.

В целях реализации вышеизложенного подхода на факультете ВМК ННГУ силами кафедры МО ЭВМ организована лаборатория робототехники, где организованы регулярные занятия студентов первого курса специальностей «Прикладная математика и информатика» и «Информационные технологии». Одновременно развернуто сотрудничество с другими учебными заведениями Нижнего Новгорода, а именно:

• 
  Поволжский Центр Аэрокосмического Образования – организует мастер-классы по программе «Робототехника», привлекает школьников для занятий робототехникой в группах под руководством преподавателя из ННГУ и ориентирует их на поступление на профильные факультеты ННГУ (ВМК, физический, радиотехнический);
  
• 
  Лицей-интернат «Центр одаренных детей» - организовал две группы школьников 10 классов для занятия робототехникой под руководством преподавателя из ННГУ;
  
• 
  Средняя общеобразовательная школа № 174 Нижнего Новгорода организовала две группы школьников 7-8 классов для занятий в лаборатории робототехники ННГУ.
  

Как студенты, так и школьники с энтузиазмом осваивают новую для них науку. Руководство факультета ВМК выражает надежду, что по окончании школы юные робототехники пополнят ряды студентов ННГУ, где смогут продолжить исследования и разработки по интересующему их профилю.
АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ДОКАЗАТЕЛЬСТВ СУЖДЕНИЙ МЕТОДОМ СИЛЛОГИЗМОВ

Буркова Н.М. (natalya_lim@live.ru), Яйлеткан А.А. (alextyum@rambler.ru)

Тюменский государственный нефтегазовый университет

Аннотация

Логика учит пользованию понятиями и суждениями. Основанием истинности понятий является определение, а истинности суждений – доказательство. В силу этого определение и доказательство были основными проблемами логики. Аристотель считал логику подготовительным инструментом наук [1]. В силу автоматизации разработанных схем доказательств разработаны соответствующие алгоритмы и программы.

Доказательство как особый логический способ обоснования истины имеет свое строение и состоит из тезиса, аргументов (оснований) и демонстрации. В ходе демонстрации могут использоваться умозаключения логики высказываний, непосредственные умозаключения, категорические силлогизмы, индуктивные умозаключения, аналогия [2].

В качестве примера прямого доказательства разберем доказательство теоремы о сумме внутренних углов треугольника [3].

Рис. 1
Тезис – теорема «Сумма углов треугольника равна 180°». В доказательстве рассматривается произвольный треугольник ABC (Рис. 1), теорема конкретизируется как утверждение о том, что сумма углов BAC, ACB и CBA в этом треугольнике равна 180°. Выделим первую часть доказательства: «Углы DBC и ACB равны как внутренние накрест лежащие, образованные секущей BC с параллельными AC и BD» [3]. При использовании умозаключений с посылками и заключением можно воспроизвести это рассуждение следующим образом:

Углы DBC и ACB являются накрест лежащими углами.

Углы DBC и ACB – равны между собой.

В посылке и в заключении предикаты не совпадают, поэтому это не непосредственное умозаключение. Представим силлогизм:

Все накрест лежащие углы равны между собой.

Углы DBC и ACB являются накрест лежащими углами.

Углы DBC и ACB – равны между собой.

Аналогично для углов KBA и BAC:

Все накрест лежащие углы равны между собой.

Углы KBA и BAC являются накрест лежащими углами.

Углы KBA и BAC – равны между собой.

В рамках рассматриваемой задачи был разработан модуль, который подтверждает, что при представлении силлогизма в алгоритмизированном виде достигается тот же результат (рис. 2).

Рис. 2
Рассмотрим вторую часть доказательства: «Поэтому сумма углов треугольника при вершинах B и C равна углу ABD» [3]. Представим силлогизм:

Угол BCA равен углу CBD.

Угол ABD есть сумма углов ABC и CBD.

Угол ABD есть сумма углов ABC и CBA.

Если использовать формульную запись данного силлогизма, заключение сохранится:

BCA=CBD

ABD=ABC+CBD

ABD=ABC+CBA

Наконец, рассмотрим последнюю часть доказательства: «Сумма всех трех углов треугольника равна сумме углов ABD и BAC. Так как эти углы внутренние односторонние для параллельных прямых AC и BD и секущей AB, то их сумма равна 180°. Теорема доказана» [3].

Это рассуждение тоже является энтимемой, представим силлогизм:

Внутренние односторонние углы при условии, если две параллельные прямые пересечены третьей прямой – равны 180°.

Углы ABD и BAC внутренние односторонние углы при условии, если две параллельные прямые пересечены третьей прямой.

Углы ABD и BAC – равны 180°.

Декларативное рассуждение в процедурной форме позволяет лучше понять логику предложенной проблемы, упорядочивать мышление и алгоритмизировать мыслительную деятельность.

Литература

1. 
   Лукасевич Я. Аристотелевская силлогистика с точки зрения современной формальной логики. М.: Изд-во иностранной литературы, 1959.
   
2. 
   Ненашев М.И. Введение в логику: Учебное пособие. – М.:Гардарики, 2004. – 352 с. – ISBN 5-8297-0173-1
   
3. 
   Погорелов А.В. Геометрия: Учеб. Для 7-9 кл. общеобразоват. учреждений.- М.:Просвещение, 2000. – 224 с.: ил. – ISBN 5-09-008725-3
   

о перспективах информатики как предмета системы
школьного образования

Герасименко Н.И. (n_i_ger@mail.ru)

Российский экономический университет им. Г. В. Плеханова
(ФГБОУ ВПО РЭУ им. Г. В. Плеханова), г. Москва

Герасименко Л.А. (lag55@yandex.ru)

ГАОУ ЦО № 548 "Царицыно", г. Москва

Аннотация

Рассмотрены перспективы дальнейшего развития информатики как предмета в условиях реформирования среднего и высшего образования

Перестройка среднего образования требует радикального пересмотра объема и содержания всех специализированных образовательных курсов. В первую очередь это касается курса информатики. При рассмотрении, как содержания, так и структуры этого курса, по нашему мнению, следует, прежде всего, исходить из запросов, выдвигаемых обществом на данном этапе его развития.

Так до 70 годов доступные электронные средства обработки информации отсутствовали. Страна не нуждалась в специалистах в этого направления. Информатика как предмет отсутствовала. Вопросами обработки, и передачи информации занималась теория связи.

Появление первых ЭВМ определило круг работающих в области информатики и нуждающихся в соответствующем образовании. Это: технические специалисты по разработке и обслуживанию вычислительной техники, системные администраторы, в обязанность которых входит организация грамотного использования этой техники, разработчики программного обеспечения, т. е. программисты различного уровня и, наконец, ученые, разрабатывающие теоретические основы информатики.

Перечисленные категории лиц, практически не изменились и на сегодняшний день. Школьная информатика, если она желает сохраниться в наше непростое время, должна учитывать потребности общества во всех этих группах специалистов и соответствующим образом ориентировать подрастающее поколение.

Развитие техники на рубеже 80 – 90 годов привело к созданию персональных ЭВМ, что в свою очередь породило категорию рядовых пользователей и поставило вопрос о ликвидации «компьютерной безграмотности». Непосредственно после появления персональных компьютеров рынок потребовал специалистов, которые помимо базовой профессиональной подготовки имели бы хотя бы элементарные навыки работы с программным обеспечением (по большей части импортным). Это, в свою очередь, вызвало всплеск интереса к азам информационных технологий. «Изучение» информационных технологий при этом трактовалось в узко прагматическом смысле – запоминание кнопок, горячих клавиш и пунктов меню, используемых в работе.

Подобное увлечение информационными технологиями, к сожалению, не изжито и до настоящего времени. Информационным технологиям зачастую уделяется львиная доля времени, отведенного на предмет информатики в школе. Это происходит, по-видимому, по свойственной любой бюрократической системе инерции (имеются уже сверстанные учебные планы, есть тематическое планирование и т. п.). Подкрепляет эту тенденцию отсутствие современного образовательного стандарта по предмету «информатика».

В настоящее время ситуация по сравнению началом 90-х годов радикально изменилась. Персональный компьютер превратился в обычный бытовой прибор почти такой же, как телевизор, сотовый телефон или стиральная машина. Основы «компьютерной грамотности» дети постигают в кругу семьи. Попытки вести обучение информационным технологиям на уровне 90-х годов приводят к тому, что мотивация к изучению информационных технологий в начальной и средней школе снижается, а общее, несколько пренебрежительное, отношение к информатике как предмету, по мнению учащихся, легкому и мало значащему в жизни, пролонгируется и на дальнейшее ее изучение.

Нам кажется, что ситуация может быть изменена, если акцентировать внимание учащихся средней и старшей школы на понятийном аппарате информационных технологий, поясняя задачи, стоящие перед теми или иными программами и, базируясь на этом, раскрывая логику их организации и работы. Упор при этом следует делать на особенности задач, решаемых при помощи изучаемого программного обеспечения, и возможные подходы к их решению.

Подобный подход требует знаний, выходящих за рамки «компьютерной грамотности» и дает уверенные практические навыки работы с прикладными программами. Более того, полученные знания требуют понимания логики взаимодействия прикладной программы и объекта ее применения, и, следовательно, мало зависят от вида программного интерфейса. Это, собственно говоря, и есть то «понимание» к которому так стремится школьное образование. Время, отводимое на изучение информационных технологий в начальном и среднем звене, должно быть значительно уменьшено в пользу более сложных и понятийно емких разделов информатики, изучаемых в старшей школе, так как, фактическим, образовательным стандартом сейчас являются контрольно измерительные материалы (КИМ) ГИА и ЕГЭ, ориентированные в основном на теоретические разделы информатики.

В современных (базовых), курсах информатики слабо представлены или практически полностью отсутствуют разделы, посвященные аппаратному обеспечению информационных технологий. В то же время, как уже было указано, современное общество нуждается в специалистах по «компьютерному железу». Задача школы дать ученикам предварительное знакомство с этим разделом информатики и таким образом сформировать контингент учащихся, которые выберут это направление в качестве своей будущей специальности. Заодно учащиеся, наконец-то, смогут осознать, что в их персональном компьютере нет «двоичных чисел», зато имеются микросхемы. А по этим микросхемам гуляют электрические импульсы, которые в частности допускают описание при помощи двоичных чисел, что, в конечном счете, удобно, но совсем не обязательно.

Авторы ни в коей мере не призывают рассматривать в школьном курсе принципы работы триггеров или цепей переноса современных сумматоров, как это иногда делалось после появления информатики как образовательной дисциплины. Однако знать структуру современного компьютера, принципы его работы, наконец, иметь элементарные представления об архитектуре современных процессоров (а это уже давно не архитектура Фон Неймана, как неявно предполагается в большинстве школьных учебников), безусловно, необходимо (в том числе в рамках базового курса).

В школьном курсе, по нашему мнению, неоправданно много внимания уделяется простейшим исполнителям (роботу, черепашке). Почему-то считается, что только такой исполнитель алгоритмов доступен для восприятия школьника. При этом на второй план уходит тот факт, что исполнителями реальных компьютерных алгоритмов, в конечном счете, являются микросхемы. И программируются именно микросхемы, в первую очередь – процессор.

Обучение программированию до настоящего времени страдает от неоднозначности выбора платформы и языка. Попытки внедрить в качестве единой программной платформы среду КуМир, вероятнее всего обречены на провал вследствие, как существенной неоднородности технических средств, которыми располагают учебные учреждения, так и по причине серьезных недостатков самого языка, скрывающих принципиально важные элементы «настоящего» программирования. Система КуМир неплохо зарекомендовала себя лишь на этапе первоначального знакомства с программированием, и только, на базовом уровне.

Дети мыслят конкретно. Привычка к абстрактному мышлению развивается у них постепенно и за редкими исключениями проявляется только в старшей школе. Уже упомянутое пренебрежение рассмотрением архитектуры процессора приводит к неоправданному увлечению программистскими абстракциями, тяжело воспринимаемыми большинством учащихся. С нашей точки зрения обучению программированию на одном из языков высокого уровня должно предшествовать рассмотрение хотя бы простейшей процессорной архитектуры. Это позволит наполнить конкретным содержанием понятия «идентификатор», «оператор», «массив» и т.п.

Рассмотрение теоретических основ информатики в рамках школьной программы представляется авторам исключительно сложной задачей. Проблема здесь заключается в несогласованности междисциплинарного взаимодействия в рамках школьной программы. Так в большинстве школ понятие логарифма вводится только во втором полугодии 11 класса. Поэтому специфические особенности понятия информации могут быть обсуждаемы только в марте или апреле выпускного (!) года. Мотивация к изучению этого материала и в это время очевидно минимальна. Более того современное понятие информации базируется на представлении о вероятности, не входящем в школьную программу и уже в силу этого в школе не обсуждаемом. Поэтому в школьном курсе вводится весьма ущербное понятие количества информации по Хартли, пригодное для решения очень ограниченного количества задач. Отсутствие логарифмической меры информации делает практически невозможным обсуждение специфической информационной аддитивности, а отсутствие понятия вероятности ставит под сомнение корректность задач на подсчет количества текстовой информации, в том числе входящих в систему ЕГЭ.

Из сказанного видно, что выживание предмета информатики в условиях реформы образования требует серьезного пересмотра, как построения учебного курса, так и его наполнения. Это в свою очередь потребует, прежде всего, серьезной перестройки в работе педагогического корпуса, ломки сложившихся стереотипов и, возможно, серьезной работы педагогов над собственным образованием. Ведь информатика, столь быстро меняющаяся дисциплина.

О подходе к реализации разноуровневого обучения в учебниках информатики образовательной системы «Школа 2100»
для 7-9 классов

Горячев А.В. (gor2@procenter.net.ru)

Совет координаторов образовательной системы «Школа 2100» (ОС «Школа 2100)
г. Москва