Информатика в школе №5’2024

Описание

Журнал «Информатика в школе» №5’2024

Том 23 № 5 Октябрь 2024 года
Содержание номера

От редакции

АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В СОВРЕМЕННОЙ ШКОЛЕ

Бутарев К. В.

ИЗУЧЕНИЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ С ПОЗИЦИИ ТЕОРИИ КОГНИТИВНОЙ НАГРУЗКИ

В статье обсуждаются приложения теории когнитивной нагрузки к конструированию задач и образовательных материалов по программированию. Описывается теория когнитивной нагрузки как теория педагогического дизайна, ее основания в когнитивной психологии, а именно трехкомпонентная модель Аткинсона—Шиффрина и модель рабочей памяти Бэддели. Даны определения когнитивной нагрузки и ее категорий, некоторых других важных понятий. Рассматриваются основные когнитивные эффекты, описанные теорией когнитивной нагрузки: эффект разделения внимания, эффект модальности, эффект коллективной рабочей памяти, эффект разобранного примера. Приведены примеры их практического применения в конструировании образовательных материалов по программированию, которые позволяют добиться снижения когнитивной нагрузки при обучении программированию с помощью визуализации, комментариев/комментирования и парного программирования. Уделяется внимание задаче Парсона, которая позволяет снизить внешнюю когнитивную нагрузку и сконцентрировать внимание ученика на важных для обучения аспектах задачи.

Ключевые слова: педагогический дизайн, теория когнитивной нагрузки, когнитивная нагрузка, парное программирование, задача Парсона.

Босова А. Ю., Бутусова А. И., Редькина А. О.

МЕТОДИКА КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВИДЕОМАТЕРИАЛОВ  И ОПОРНЫХ СХЕМ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

В статье обосновывается необходимость применения визуальных форм представления учебного материала с учетом особенностей современного поколения обучающихся. Приводятся описание и требования к созданию таких визуальных форм представления учебного материала, как видеоролики и опорные конспекты, отмечается их дидактический потенциал: сообщение и систематизация учебной информации; формирование наглядных представлений о явлениях, событиях и фактах; повышение информационной плотности занятий за счет ускоренной подачи информации; обеспечение эмоциональной насыщенности учебного материала и формирование на этой основе позитивного отношения обучающихся; индивидуализация процесса обучения. Дается описание комплекса визуальных средств обучения «Начала программирования на Python», включающего видеоролики и опорные конспекты. Приводится пример сценария урока комбинированного типа с комплексным использованием видеоролика и опорного конспекта.

Ключевые слова: учебный материал, визуализация, видеоролик, опорный конспект, информатика, программирование.

Дополнительные материалы

Богданова Д. А., Федосеев А. А.

ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ — НОВЫЙ УСПЕШНЫЙ ИГРОК НА НИВЕ СТУДЕНЧЕСКОГО ОБМАНА

Появление инструментов искусственного интеллекта, таких как ChatGPT, разработанного компанией OpenAI, радикально трансформировало образовательную среду, предоставив студентам мощные инструменты для выполнения письменных заданий, асинхронного общения, ответов на вопросы и оценивания результатов экзаменов и тестов. В то время как эти технологии открывают новые возможности для обучения и творчества, они также порождают небезосновательные опасения относительно академической честности и увеличения числа мошенничеств со стороны студентов. На примере ChatGPT рассматриваются влияние искусственного интеллекта на образовательный процесс в специфическом контексте повышения рисков, связанных с академической нечестностью, возможность разработки стратегий для идентификации работ, созданных с помощью ИИ, а также создание методов противодействия студенческому мошенничеству. Приведены примеры нечестного поведения студентов с отрицательной и положительной реакцией преподавателей.

Ключевые слова: искусственный интеллект, ChatGPT, академическая честность, мошенничество, написание работ по заказу.

Заводчикова Н. И., Быкова И. А.

ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УСТАНОВЛЕНИЯ ВНУТРИПРЕДМЕТНЫХ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ ТЕМОЙ «СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ» И РАЗДЕЛОМ «АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ»

Реализация внутрипредметных связей позволяет частично снизить остроту противоречия между информационной насыщенностью курса информатики и существующими сроками обучения. Для определения внутрипредметных связей целесообразно использовать ассоциативный подход, при этом под ассоциацией понимается форма организации психических процессов, которую они принимают на конечной стадии своего формирования. Так как локальные ассоциации имеют тенденцию к «затуханию», необходимо их включение в системы ассоциаций разного уровня. Оправданным является включение частно-системных ассоциаций, сформированных при изучении темы «Системы счисления», в структуру ассоциаций, формирующихся при обучении программированию. В статье приведены примеры заданий для различных тем раздела «Алгоритмы и программирование», предполагающие оперирование с числами в различных системах счисления. Критерием сформированности разнообразных ассоциативных связей могут служить способы решения школьниками заданий на анализ готовой программы.

Ключевые слова: внутрипредметные связи, ассоциация, система счисления, обучение программированию.

Смольняков В. Г.

ФОРМИРОВАНИЕ ЛИЧНОСТНЫХ И МЕТАПРЕДМЕТНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ В КОНТЕКСТЕ РАЗВИТИЯ ЧИТАТЕЛЬСКОЙ И ЦИФРОВОЙ ГРАМОТНОСТИ НА УРОКАХ ИНФОРМАТИКИ В VII КЛАССЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КЕЙС-ТЕХНОЛОГИИ

В статье рассматривается механизм формирования планируемых личностных и метапредметных результатов в контексте развития читательской и цифровой грамотности в рамках изучения темы «Текстовые документы» курса информатики VII класса. Подчеркивается связь учебного предмета «Информатика» и ключевых метапредметных результатов на уровне основного общего образования. Отмечается сложность формирования отдельных личностных результатов по причине малой связи с предметным содержанием. Также отмечена проблема создания мотивации, которая решается использованием кейс-технологии. Предлагается группа учебных заданий, формирующих указанные результаты. Обусловлена целесообразность внедрения таких заданий, используемых для закрепления предметных результатов курса информатики VII класса. Для каждого из приведенных заданий предложен образец решения (в нескольких формах), а также перечень формируемых личностных и метапредметных результатов. Сделаны выводы о полезности применения такого подхода и возможности масштабирования заданий с целью улучшения уровня цифровой грамотности школьников и их образовательных результатов.

Ключевые слова: читательская грамотность, цифровая грамотность, школьная информатика, структурирование информации, информационная безопасность, кейс-технология.

Иванова Е. Д., Нателаури Н. К.

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ОБУЧЕНИЯ ШКОЛЬНИКОВ VII—IX КЛАССОВ БЕЗОПАСНОМУ ПОВЕДЕНИЮ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ

Статья посвящена основным вопросам безопасного поведения школьников VII—IX классов в социальных сетях. Обосновывается актуальность обучения школьников вопросам безопасного поведения в социальных сетях. Предложено описание курса внеурочной деятельности для учащихся основной школы «Твоя личная безопасность в социальных сетях», направленного на формирование у школьников безопасного поведения в социальной сети. Представлено содержание и приводятся примеры практических заданий, которые учитель может использовать при организации занятий с учащимися, как в урочное, так и во внеурочное время. Раскрываются такие вопросы, как: защита профиля в социальной сети; содержание, размещаемое в сети; медиаграмотность; сетевой этикет и коммуникация; травля и кибербуллинг; мошенничество; защита своих прав и поддержка ментального здоровья. Подробно рассмотрено исследовательское задание «Опасности, которые подстерегают нас в социальных сетях».

Ключевые слова: информатика, безопасное поведение в социальных сетях, основное общее образование.

Пискулев С. Е.

ШКОЛЬНЫЙ УРОК ИНФОРМАТИКИ КАК ШАГ В ПРОФЕССИЮ ПОЛИГРАФИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ

В статье рассказывается о связи знаний, умений и навыков, получаемых на уроках информатики в школе, с компетенциями специалистов полиграфической отрасли. Говорится о полиграфии, как одной из важнейших областей, в которой информационные технологии находят широкое применение. Рассматриваются такие понятия, как «компьютерная графика», «допечатная подготовка» («prepress»), «послепечатная обработка» («postpress»). Рассматривается один из подходов к изучению понятия «растровая точка». Приводятся примеры профессиональных программных продуктов, которые используются и в школьном курсе информатики, и в профессиональной полиграфии. Предлагается перечень тем для проведения занятий по информатике — курса внеурочной деятельности или блока дополнительного образования. Подчеркивается значимость качественной подготовки обучающихся на уроках информатики, во внеурочной деятельности и кружковой работе блока дополнительного образования.

Ключевые слова: информатика, полиграфия, допечатная подготовка, послепечатная обработка, растр, растровая точка, профориентация, внеурочная деятельность, блок дополнительного образования.

Тихонова Н. Б., Миронова А. А.

ЗНАКОМСТВО МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ С ИГРОВЫМИ СТРАТЕГИЯМИ НА УРОКАХ ИНФОРМАТИКИ В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ

В статье рассматривается игровой подход к обучению младших школьников решению нестандартных стратегических задач с использованием компьютерных интерактивных моделей. Предлагаются различные формы описания выигрышных стратегий: таблицы, цепочки, графы, блок-схемы. Рассматриваются основные понятия теории игры, необходимые для обучения младших школьников решению нестандартных стратегических задач. На примере четырех нестандартных задач описываются различные подходы к организации деятельности учащихся начальной школы по разработке выигрышных стратегий на основе анализа задачи с конца и на примере стратегии дополнения до фиксированного числа. Особую роль в организации такой деятельности в начальной школе авторы отводят использованию компьютерных моделей стратегических задач для включения в игровую ситуацию и для предоставления детям возможности проведения анализа выигрышной стратегии соперника, заложенной в компьютерной программе.

Ключевые слова: нестандартные стратегические задачи, игровая стратегия, математическая игра, цифровой образовательный ресурс.

Зенько С. И., Маковчик А. А.

ЭЛЕКТРОННОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ «КОНСТРУКТОР ПЛАНОВ-КОНСПЕКТОВ УРОКОВ ИНФОРМАТИКИ» КАК СОВРЕМЕННОЕ СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-МЕТОДИЧЕСКИХ КОМПЕТЕНЦИЙ У БУДУЩЕГО УЧИТЕЛЯ ИНФОРМАТИКИ

В статье представлены результаты анализа публикаций в ряде научно-методических журналов по вопросам теории и методики обучения информатике — выделен ряд компетенций, которыми должен обладать современный учитель информатики: способность расширять и наполнять новым содержанием систему целеполагания, процесс реализации межпредметной проектной деятельности учащихся; готовность к формированию знаний и умений по коммуникации с учащимися и организации разнообразных видов сотрудничества учащихся на различных этапах урока информатики; способность прогнозировать результаты обучения и оценивать потребность в соответствующих современных дидактических материалах и средствах обучения учащихся информатике в условиях цифровой трансформации общества. Для их формирования необходимым условием выступает способность студентов конструировать планы-конспекты уроков. Для этого было разработано электронное приложение. Приведено виденье авторов по представлению разделов электронного средства обучения (разделы «Знакомство с приложением», «Формирование отдельных элементов плана-конспекта урока», «Конструирование содержания плана-конспекта урока», «Мои конспекты»). Описана система заданий и упражнений для поэтапного обучения студентов конструированию планов-конспектов уроков информатики. Задание рассматривается как комплексная разработка целостного плана-конспекта урока информатики или его фрагмента на основе представленных в электронном средстве обучения дидактических материалов. Каждое упражнение — это указание на определенный набор действий, которые необходимо выполнить, чтобы реализовать отдельную минимальную логически завершенную часть комплексной разработки. Приведены рекомендации по оцениванию успешности выполнения заданий студентами.

Ключевые слова: методика обучения информатике, электронное приложение, план-конспект урока информатики, задания на конструирование конспекта урока, этапы урока информатики.

Филиппов В. И.

ЗНАКОМСТВО УЧАЩИХСЯ V—VI КЛАССОВ С ОСНОВАМИ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА ПРИ ОБУЧЕНИИ ПРОГРАММИРОВАНИЮ ВО ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

В статье рассматриваются вопросы ознакомления обучающихся с основами искусственного интеллекта в процессе организации обучения программированию во внеурочной деятельности, а также возможности, предоставляемые средой программирования PictoBlox в процессе организации обучения программированию во внеурочной деятельности учащихся пятых и шестых классов. Приведен краткий обзор данной среды программирования, рассмотрен процесс создания проектов с использованием машинного обучения и искусственного интеллекта. Приведены примеры проектов, в которых используются элементы машинного обучения и искусственного интеллекта. Материалы статьи познакомят учителей информатики и педагогов дополнительного образования с основными методическими подходами к использованию среды программирования PictoBlox в образовательном процессе и будут способствовать организации занятий внеурочной деятельности с использованием данного программного обеспечения.

Ключевые слова: машинное обучение, искусственный интеллект, внеурочная деятельность, программирование, PictoBlox.

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ

Шутикова М. И., Бешенков С. А.

ИЗУЧЕНИЕ ВОПРОСОВ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ КАК НЕОБХОДИМОГО ЭЛЕМЕНТА СОВРЕМЕННОГО ОБРАЗОВАНИЯ

В статье рассматривается проблема информационной безопасности в контексте фундаментальных вызовов цифрового социума и задач современного образования. Основной акцент делается на осмыслении механизмов информационных угроз и выработке стратегии защиты от этих угроз.

Рассматриваются следующие аспекты информационной безопасности: феномен «личности онлайн» и угрозы для человеческой личности, исходящие от социальных сетей, гаджетов, смартфонов и т. д.; социальные информационные технологии со скрытой целью; искусственный интеллект, его технологический и мировоззренческий контексты. Методология анализа информационных угроз основана на выделении трех ключевых составляющих информации: запись, смысл, отношение субъекта. Это позволяет рассматривать различные феномены информационного социума с единой точки зрения. Обсуждаются вопросы изучения основ информационной и ментальной безопасности в рамках отдельных учебных предметов.

Ключевые слова: информационный социум, информационная безопасность, информационные угрозы, социальные информационные технологии, искусственный интеллект.

МЕТОДИЧЕСКАЯ КОПИЛКА

Богданова А. Н., Федорова Г. А.

ОБУЧЕНИЕ ШКОЛЬНИКОВ СБОРУ, АНАЛИЗУ И ЗАЩИТЕ ДАННЫХ СОБСТВЕННОГО ЦИФРОВОГО СЛЕДА

В современном школьном образовании актуализируется проблема обучения школьников технологиям сбора, анализа и защиты данных собственного цифрового следа и формирования у них соответствующих компонентов цифровой грамотности. Элективный курс «Мой цифровой след» включает следующие темы: «Понятие цифрового следа», «Кибергигиена при работе с большими данными», «Извлечение и анализ цифрового следа». Описан ход лабораторных работ «Анализ собственного цифрового следа» и «Анализ цифрового следа с помощью автоматизированных инструментов». Представлены примеры практических заданий на анализ жизненных ситуаций. Элективный курс нацелен на формирование предметных результатов, входящих в компонентный состав цифровой грамотности школьников: понимание сути понятия «цифровой след», структуры и состава личных данных, составляющих цифровой след, умение выявлять и анализировать собственный цифровой след, владение навыками управления своим цифровым следом.

Ключевые слова: цифровой след, большие данные, сбор данных цифрового следа, информационная деятельность обучающихся, образовательная аналитика, элективный курс.

ИТОГОВАЯ АТТЕСТАЦИЯ ПО ИНФОРМАТИКЕ

Попов В. С., Алефиренко Е. А., Черницына Л. Ю.

РЕКУРСИВНАЯ ФУНКЦИЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАНИЯ НА ДИНАМИЧЕСКОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ: ОТ БЕЗЗНАНИЕВОЙ ФОРМЫ КОМПЕТЕНЦИИ К ЗНАНИЮ И ПОНИМАНИЮ

Рекурсивная функция для решения задания 23 ЕГЭ по информатике на динамическое программирование используется экзаменуемыми без глубокого понимания принципов ее работы: при сформированном навыке ее использования отсутствуют необходимые знания, что является беззнаниевой формой компетенции. Формирование понимания принципов работы программного кода и переход от беззнаниевой формы к полноценным компетенциям и компетентностям — информационным, цифровым, математическим, а также в области программирования — позволит ученикам получить более глубокие знания теории рекурсивных функций, сформировать навыки, деятельностные и ценностные отношения в области решения задач динамического программирования на более высоком уровне, что способно привести к улучшению образовательных результатов, пониманию методов динамического программирования, применяемых в том числе на ЕГЭ и олимпиадах по информатике. Для формирования знаниевой компоненты компетенции предлагается построение, изучение и использование деревьев вызовов рассматриваемой рекурсивной функции, созданных в среде программирования Observable, а также изучение мемоизации как ключевого отличия метода динамического программирования от рекурсии.

Ключевые слова: динамическое программирование, динамическое программирование в школе, рекурсия, рекурсивная функция, дерево рекурсивных вызовов, информационные модели на графах, компетенция, компетентность, беззнаниевая компетенция.