Информатика и образование №6’2019

Описание

Журнал «Информатика и образование» №6’2019

№ 6 (305) Август 2019 года
Содержание номера

От редакции

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ

Левченко И. В.

ОСНОВНЫЕ ПОДХОДЫ К ОБУЧЕНИЮ ЭЛЕМЕНТАМ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ

В статье рассмотрена целесообразность обучения элементам искусственного интеллекта в школьном курсе информатики и выявлена проблема в определении основных подходов к такому обучению. Целью данной статьи является раскрытие возможности формирования содержания школьного курса информатики в области искусственного интеллекта на основе системно-деятельностного, фундаментального и межпредметного подходов.
Анализ научно-методической и учебно-дидактической литературы в области искусственного интеллекта, обобщение и систематизация опыта обучения элементам искусственного интеллекта школьников позволили определить цели обучения элементам искусственного интеллекта в школьном курсе информатики; раскрыть требования к формированию понятий в области искусственного интеллекта; выделить в курсе информатики основной школы систему знаний, на базе которой возможно обучение элементам искусственного интеллекта; выявить межпредметные связи, реализация которых позволит школьникам успешно овладеть знаниями и умениями в области искусственного интеллекта.
Результаты проведенного исследования являются методологической основой для формирования содержания обучения в области искусственного интеллекта, и их возможно использовать для разработки разделов школьного курса информатики, связанных с искусственным интеллектом, а также элективных курсов общеобразовательной школы. Материалы исследования могут быть полезны специалистам в области методики обучения информатике и учителям информатики.

Ключевые слова: школьный курс информатики, исскусственный интеллект, методика обучения информатике, общее образование школьников, межпредметные связи, фундаментализация обучения, системно-деятельностный подход, элективные курсы.

ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ОПЫТ

Корчажкина О. М.

РАЗВИТИЕ МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ УЧАЩИХСЯ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННО-ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

В статье обсуждаются результаты текущих исследований, связанных с содержанием и практикой развития методологической культуры учащихся средней школы. Обзор научно-методических источников, близких к рассматриваемой проблеме, показал, что хотя в настоящее время российским педагогическим сообществом осознается необходимость формирования методологической культуры школьников путем развития системного мышления через усвоение предметных и метапредметных понятий и что для этого созданы все объективные условия, стратегии овладения и управления знанием в ходе информационно-познавательной деятельности учащихся и ее саморегуляции в значительной степени не отработаны и освещаются в педагогической литературе весьма ограниченно. Настоящее исследование представляет собой попытку автора хотя бы отчасти восполнить существующий пробел. В контексте формирования методологической культуры учащихся основная роль отводится усвоению обобщенных предметных и метапредметных понятий в ходе информационно-познавательной деятельности, которое необходимо учащимся для систематизации знаний в изучаемых предметных областях и ориентировано на актуальные учебные потребности и длительную образовательную перспективу. Наиболее эффективные способы усвоения предметных и метапредметных понятий реализуются в процессе решения сложных учебно-познавательных задач и концептуализации учебной ситуации с помощью когнитивных и метакогнитивных стратегий. В качестве инструментального поля реализации описываемого подхода выступает информационная образовательная среда электронного учебника. Автор выражает надежду, что результаты исследования заинтересуют учителей-практиков, методистов и других представителей педагогического сообщества, которые смогут также поделиться своим опытом работы в указанном направлении.

Ключевые слова: методологическая культура, электронный учебник, универсальные учебные действия, укрупненные дидактические единицы, обобщенные понятия, метапредметные компетенции, метапредметная универсалия, информационно-познавательная деятельность, информационно-образовательная среда.

Розов К. В., Подсадников А. В.

ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ PYTHON В ПЕДАГОГИЧЕСКОМ ВУЗЕ: ОТ ОСНОВ ДО ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

В статье актуализируется выбор языка программирования Python для профессиональной подготовки будущих учителей информатики в педагогическом вузе. Python, являясь одним из наиболее актуальных языков программирования, внедряется в образование, и будущий учитель информатики должен быть готов эффективно применять его для обучения основам программирования. Кроме того, Python является одним из ведущих средств реализации перспективных на сегодняшний день технологий искусственного интеллекта, в связи с чем владеющий данным языком программирования педагог может стать частью механизма внедрения искусственного интеллекта в сферу образования.
Цель статьи — рассмотреть особенности организации курса обучения программированию на языке Python для профессиональной подготовки будущих учителей информатики.
Методология. В процессе разработки авторского курса обучения программированию на языке Python была проанализирована учебно-методическая литература по программированию на данном языке, а также статьи практикующих преподавателей и исследователей, описывающих свой опыт преподавания языка Python.
Результаты и заключение. Для обеспечения качественной подготовки будущих учителей информатики в Новосибирском государственном педагогическом университете был разработан курс обучения программированию на языке Python и апробирован в рамках дисциплины «Программирование». В ходе разработки курса были учтены типичные проблемы преподавания языка Python в школе и вузе, выявленные как авторами статьи, так и другими практикующими преподавателями программирования. Приведена структура разработанного курса с описанием составляющих его разделов. Представлены результаты опроса обучающихся третьего и четвертого курсов бакалавриата, завершивших изучение представленного курса, по ключевым вопросам, освещенным в данной статье. Респонденты отметили актуальность изучения языка Python и эффективность отдельных организационных особенностей курса. Раскрыта преемственность курса для дальнейшего обучения будущих учителей информатики актуальным в настоящее время технологиям искусственного интеллекта.

Ключевые слова: программирование, язык программирования, Python, искусственный интеллект, профессиональная подготовка, проблема обучения, обучающий курс.

Клунникова М. М.

МЕТОДИКА РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО МЫШЛЕНИЯ СТУДЕНТОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ КУРСА «ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ» НА ОСНОВЕ СМЕШАННОГО ОБУЧЕНИЯ

Работа посвящена рассмотрению вопроса повышения качества обучения студентов дисциплине «Численные методы» с помощью развития когнитивной компоненты вычислительного мышления на основе смешанного обучения. В статье излагается методика по формированию вычислительного мышления студентов-математиков, основанная на визуализации алгоритмических расчетных схем и активизации познавательной самостоятельности студентов. Дана характеристика вычислительного мышления, показаны содержание и структура вычислительного мышления. Утверждается, что студент, обладающий таким мышлением, способен проявить себя наилучшим образом в области своей профессиональной деятельности. Описаны результаты применения методики. Для определения уровня сформированности когнитивной компоненты вычислительного мышления разработана диагностическая модель на основе измерения содержательной, операционной и мотивационной компонент. Показано, что предложенная методика развития вычислительного мышления студентов, учитывающая индивидуальные особенности мышления обучающихся, содержательно опирающаяся на теоретические и практические аспекты изучения дисциплины, повышает результативность усвоения курса «Численные методы». Материалы статьи имеют практическую ценность для преподавателей математических дисциплин, использующих в своей профессиональной деятельности информационно-телекоммуникационные технологии.

Ключевые слова: дисциплина «Численные методы», визуализация, вычислительное мышление, смешанное обучение.

Глотова М. Ю., Самохвалова Е. А.

ЦИФРОВАЯ ТАКСОНОМИЯ БЛУМА И МОДЕЛЬ ЦИФРОВОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ВУЗА

Статья посвящена интеграции цифровых технологий в обучение на основе модели SAMR (Substitution, Augmentation, Modification, Redefinition — замещение, улучшение, изменение, преобразование), разработанной Рубеном Пуэнтедурой (Ruben Puentedura). Рассмотрены этапы использования цифровых технологий в учебном процессе. Обосновано применение этих технологий для повышения уровня обучения. Приведены примеры, как на уровнях замещения и улучшения происходит этап рутинного использования цифровых технологий, а на уровнях изменения и преобразования — этап инновационного использования цифровых технологий. Описана таксономия Блума, представляющая собой обучение через набор концепций, которые начинаются с навыков мышления низшего порядка и продвигаются к навыкам мышления более высокого порядка. Изучена связь модели SAMR и развития когнитивных навыков высшего порядка по таксономии Блума. Рассмотрен пример совместного использования модели SAMR и таксономии Блума в рамках формирования цифровых компетенций будущих педагогов при изучении дисциплины «Технологии цифрового образования».

Ключевые слова: таксономия Блума, цифровая трансформация, цифровые технологии, модель SAMR.

ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ

А. Пардала

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ: ДИДАКТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ, ОПЫТ И ЗАРУБЕЖНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ

В статье рассмотрены современные тенденции в информатизации математического образования, характерные для разных стран мира. Отмечены два важных феномена XXI века, определяющие развитие различных сфер жизнедеятельности, в том числе образования, — большие данные (Big Data) и информатизация на основе развития информационно-коммуникационных технологий. Показано, какое влияние Big Data оказывают на изменение методов научного исследования и как внедрение информационных технологий в процесс обучения изменяет теорию и методику преподавания математики. Представлены примеры практического опыта Польши и других стран в области информатизации математического образования, проведен критический анализ этого опыта и сделаны выводы о необходимости усовершенствования информатизации математического образования школьников и студентов.

Ключевые слова: информатизация в математическом образовании, опыт и лучшие практики, зарубежные тенденции.

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

Калмыкова С. В.

НОРМАТИВНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА В ВУЗЕ В УСЛОВИЯХ ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ

В статье обобщается опыт Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) по изменению нормативно-методического сопровождения образовательного процесса в условиях электронного обучения. Рассматриваются модели вовлечения в образовательный процесс вуза массовых открытых онлайн-курсов (МООК). Автор опирается на практический опыт, а также на результаты эксперимента, который проводился в 2016–2019 годах в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого и позволил к началу 2018/2019 учебного года включить онлайн-курсы в 100 % учебных планов. Проведен анализ необходимых локальных нормативных актов, позволяющих начать активное встраивание онлайн-курсов в образовательный процесс. Подчеркнута необходимость классификации электронных образовательных ресурсов в пределах вуза. Обоснована возможность использования электронного обучения для организации проектной работы. Приведено подробное описание компонентов образовательных ресурсов, позволившее реализовать единые требования к их внедрению в образовательный процесс.

Ключевые слова: электронное обучение, образовательный процесс, массовый открытый онлайн-курс, учебный план, смешанное обучение.