Информатика в школе №5’2022

Описание

Журнал «Информатика в школе» №5’2022

№ 5 (178) Октябрь 2022 года
Содержание номера

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В СОВРЕМЕННОЙ ШКОЛЕ

Обращение к читателям

Босова Л. Л., Филиппов В. И., Босова А. Ю.

ПРОГРАММИРОВАНИЕ ГРАФИКИ И АНИМАЦИИ В КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ ОСНОВНОЙ ШКОЛЫ

В статье анализируются новые возможности в изучении тематического раздела «Алгоритмы и программирование» курса информатики основной школы, появившиеся при переходе на обновленные федеральные государственные образовательные стандарты. Приведено поурочное планирование темы «Компьютерная графика и анимация», инвариантное относительно модулей graph и turtle языка программирования Python («Знакомство с модулем», «Прямоугольник, окружность. Построение изображений из графических примитивов», «Использование циклов для построения изображений», «Штриховка замкнутой области простой формы», «Процедуры», «Вложенные циклы», «Анимация», «Управляемая анимация»). Дано описание основных возможностей модуля turtle. Представлены подробное описание каждого из восьми уроков темы, включающее пример решения базовой задачи и его разбор, а также задания для модификации предложенного решения и разработки на его основе решений других задач. Приведено решение средствами черепашьей графики задачи Единого государственного экзамена по информатике.

Ключевые слова: информатика, обучение программированию, язык программирования Python, графика.

Самылкина Н. Н., Кашапова Р. Ф.

ИЗУЧЕНИЕ 3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОТОТИПИРОВАНИЯ В ПРЕДПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КЛАССАХ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ T-FLEX CAD

В статье представлен опыт использования отечественной программы автоматизированного проектирования T-FLEX CAD для изучения трехмерного моделирования и прототипирования в предпрофессиональных инженерных классах как курса по выбору обучающихся. Рассматриваются достоинства и ограничения учебной версии T-FLEX CAD, проводится краткий обзор задач, при решении которых может быть использована профессиональная программа T-FLEX CAD.

Предлагается практическая работа для начинающих, в которой поэтапно расписано создание ручной соковыжималки для цитрусовых. В конце практической работы предлагаются задания для самостоятельной работы, в ходе выполнения которых учащиеся получают собственный результат моделирования, который можно использовать для создания прототипа изделия.

Материал будет полезен для учителей информатики и технологии, работающих в инженерных или информационно-технологических классах, при преподавании углубленного курса информатики или курса по трехмерному моделированию и прототипированию.

Ключевые слова: сквозные цифровые технологии, трехмерное моделирование и прототипирование, предпрофессиональное обучение, программа T-FLEX CAD, моделирование в T-FLEX CAD, отечественный программный продукт.

Рыжова Н. И., Трубина И. И.

АКТУАЛИЗАЦИЯ ИЗУЧЕНИЯ ЭТИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА СОВРЕМЕННЫМИ ШКОЛЬНИКАМИ

Основная цель написания данной статьи — актуализация проблематики развития содержания обучения искусственному интеллекту в школе и привлечение внимания современного учителя к ведущим трендам искусственного интеллекта, обозначенным в дорожной карте Программы развития искусственного интеллекта на период до 2024 года. И, как следствие этого, — выявление новых направлений для развития содержания обучения информатике в школе как в урочное, так и во внеурочное время. Кроме того, нам представляется необходимым донести до широкого круга педагогической общественности результаты анкетирования школьников — финалистов первой всероссийской олимпиады по искусственному интеллекту (2021 год) по вопросам, актуализирующим необходимость изучения в школе гуманистической составляющей искусственного интеллекта, его этических и философских аспектов.

Ключевые слова: цифровизация образования, искусственный интеллект, «умные» технологии, этические аспекты искусственного интеллекта, философские аспекты искусственного интеллекта, олимпиада по искусственному интеллекту, кодекс этики искусственного интеллекта.

Федорова Г. А., Соломина К. А.

ДИСТАНЦИОННАЯ ОЛИМПИАДА ДЛЯ УЧАЩИХСЯ VII—IX КЛАССОВ «ЭТИЧЕСКИЕ И ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ»

Общение школьников в соцсетях, с одной стороны, способствует их социализации и развитию коммуникативных умений, но, с другой стороны, создает социально опасные прецеденты и угрозы. Новый Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования актуализирует важность формирования у школьников этических и правовых норм взаимодействия в интернете. На портале дистанционного обучения Омской области в марте 2022 года проводилась дистанционная олимпиада для школьников VII—IX классов. Олимпиада включала комплекс заданий по следующим темам: «Цифровой след», «Этические основы общения в социальных сетях», «Персональные данные», «Правовые основы взаимодействия в социальных сетях». Задания были представлены в тестовой форме с автоматизированной проверкой. Ряд заданий содержал реальные ситуации из практики общения школьников в социальных сетях. Наибольшие затруднения у участников олимпиады вызвали задания о понятии цифрового следа, об активном и пассивном цифровом следе, а также вопросы о правовых основах.

Ключевые слова: социальные сети, подростки, цифровой след, персональные данные, этические основы взаимодействия в социальных сетях, правовые основы взаимодействия в социальных сетях, дистанционная олимпиада, олимпиадные задания.

Корнилов П. А., Федотова Н. П.

ОЛИМПИАДА ПО ИНФОРМАТИКЕ И ИНФОРМАЦИОННЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ ДЛЯ АБИТУРИЕНТОВ ЯГПУ

В статье рассказывается о новом типе олимпиады по информатике, о ее целях и задачах, а также о способах реализации данных целей. Приводятся примеры авторских заданий как для проверки знаний школьной информатики и владения информационными технологиями, так и для проверки логического и алгоритмического мышления участников олимпиады. Отдельное внимание в статье уделено принципам подбора типов заданий по информационным технологиям для заочного и очного туров олимпиады, построению самих заданий, особенностям их проверки. Авторы обсуждают свой опыт проведения подобных олимпиад и высказывают некоторые рекомендации для проведения как заочного, так и очного туров олимпиады для абитуриентов. Материал будет полезен организаторам аналогичных олимпиад, а также учителям информатики, методистам, школьникам и студентам.

Ключевые слова: олимпиада, школьная информатика, программирование, информационные технологии, сервисы интернета, логическое мышление, алгоритмическое мышление.

Плясунова У. В., Заводчикова Н. И.

ОПЫТ РАЗРАБОТКИ И ПРОВЕДЕНИЯ ВСЕРОССИЙСКОГО ДИСТАНЦИОННОГО КОМАНДНОГО КВЕСТА ПО ИНФОРМАТИКЕ

Ежегодно с 2017 года Ярославский государственный педагогический университет им. К. Д. Ушинского (ЯГПУ) проводит Всероссийский дистанционный командный квест «Вокруг информатики» для школьников VII—XI классов, студентов колледжей и вузов всех профилей подготовки. География квеста постоянно расширяется; в марте-апреле 2022 года в квесте приняли участие 1065 команд. Квест содержит 100 задач по всем темам школьного курса информатики, включая задания в формате ОГЭ и ЕГЭ и задачи олимпиадного характера. Задачи квеста объединены единым сюжетом. Каждый квест состоит из четырех этапов; с заданиями первого этапа могут справиться учащиеся VII класса, с заданиями второго этапа — учащиеся IX класса, с заданиями третьего и четвертого этапов — учащиеся X—XI классов. Информационная поддержка квеста осуществляется в группе «Квест “Вокруг информатики” (физико-математический факультет ЯГПУ)» в социальной сети «ВКонтакте» и на сайте физико-математического факультета ЯГПУ. Демонстрационная версия квеста публикуется в конце ноября, основной квест проходит в марте-апреле.

В статье в общем виде описаны задания, относящиеся к различным содержательным линиям школьного курса информатики; приведены примеры задач каждого из этапов квеста.

Материалы квеста будут полезны при обучении информатике в школе в VII—XI классах, в том числе при подготовке школьников к ОГЭ и ЕГЭ по информатике.

Ключевые слова: квест, дистанционная олимпиада, занимательная информатика, сюжетная задача.

Пузиновская С. Г., Счеснович О. А.

ЛУЧШЕ ОДИН РАЗ УВИДЕТЬ, ЧЕМ СТО РАЗ УСЛЫШАТЬ,  ИЛИ ВИЗУАЛИЗАЦИЯ УЧЕБНОЙ ИНФОРМАЦИИ НА УРОКАХ ИНФОРМАТИКИ

Принцип наглядности является одним из самых эффективных в обучении школьников. Использование схем, графиков, таблиц, рисунков способствует быстрому осмыслению и запоминанию изучаемого материала. С учетом современных технических возможностей идея визуализации информации в процессе обучения приобретает новые черты.

В статье рассмотрены современные техники визуализации, которые можно использовать на учебных занятиях по информатике. Перечислены программы и бесплатные онлайн-сервисы для создания ленты времени, интеллект-карты, скрайбинга и инфографики. Предложенные сервисы будут полезны учителям при создании качественного наглядного материала. В статье на конкретных примерах продемонстрировано, как с использованием различных техник визуализации можно представить учебный материал по информатике на разных этапах урока.

Ключевые слова: визуализация, техники визуализации, лента времени, скрайбинг, интеллект-карта, инфографика, облако слов, кроссенс.

Панишева О. В.

НАГЛЯДНЫЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ В УСЛОВИЯХ КОМПЬЮТЕРИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

В статье описываются изменения, которые произошли в связи с процессом создания и использования наглядных пособий для обучения математике в эпоху компьютеризации образования. Основное новообразование — превращение статической наглядности в динамическую. Возросшая за годы компьютеризации образования компьютерная грамотность школьников делает возможным участие в создании наглядных пособий не только педагогов, но и самих обучающихся. В статье сделан акцент на достоинствах и недостатках средств наглядности, появившихся в компьютерную эпоху. Возможности компьютерной наглядности позволяют визуализировать учебный материал не только в офлайн-, но и в онлайн-режиме обучения. Кратко описываются платформы для создания виртуальной наглядности для уроков математики. Пока дорогая, но популярная и вызывающая интерес у школьников технология дополненной реальности может претендовать на одно из основных средств создания наглядных пособий в будущем.

Ключевые слова: наглядные пособия, наглядность, визуализация, математика, компьютеризация образования, дистанционное обучение, динамическая наглядность, наглядное моделирование, дополненная реальность.

Добровольская Н. Ю.

МОТИВАЦИЯ ШКОЛЬНИКОВ К УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КАК ОПОРА ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ИНФОРМАТИКЕ

Одним из факторов успешного обучения является наличие положительной мотивации  учащихся. Проблема представленного в статье исследования заключается в определении отдельных элементов и видов самостоятельной работы при изучении информатики для учащихся с различным уровнем мотивации.

На основе диагностики мотивационной структуры личности разработан компьютерный тест (в формате веб-приложения), результатом прохождения которого является мотивационный профиль учащегося. С использованием пакета статистической обработки данных выполнена кластеризация профилей 67 старшеклассников. В процессе исследования определено три мотивационных кластера.

Выявлены значения вариативных элементов организации самостоятельной работы по информатике. Их наличие и объем позволят адаптировать учебные задания для самостоятельной работы под особенности учащихся, принадлежащих к тому или иному мотивационному кластеру. Вариативные элементы интегрированы в сценарии. Приведен пример сценариев самостоятельной работы для раздела «Программирование массивов».

Делается вывод о том, что конструирование мотивационного профиля учащегося, определение его мотивационных характеристик позволяют адаптировать элементы самостоятельной работы, формировать индивидуальную траекторию обучения.

Ключевые слова: мотивация, обучение информатике, организация самостоятельной работы, индивидуализация, цифровые технологии в обучении.

Белоконова С. С., Яковлева А. Н.

ЧАТ-БОТЫ КАК ЭЛЕМЕНТ ГЕЙМИФИКАЦИИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ВОВЛЕЧЕННОСТИ УЧАЩИХСЯ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС

В статье рассматривается проблема повышения вовлеченности обучающихся в образовательный процесс, представлены виды вовлеченности, а также способы ее повышения. Один из способов связан с добавлением в образовательный процесс элементов игры, с использованием игровых элементов и игровых технологий в неигровой деятельности (геймификация, игрофикация). В качестве практического примера повышения вовлеченности и применения игровых технологий рассмотрено использование чат-ботов в процессе обучения. В статье представлены некоторые теоретические аспекты технологии чат-ботов: понятие чат-бота, виды чат-ботов, направления применения чат-ботов в образовании. Для создания чат-бота, который в дальнейшем может быть использован на уроках, предлагается применение бесплатного сервиса BorisBot. В статье приводится алгоритм создания дидактических материалов в данном сервисе.

Ключевые слова: образование, вовлеченность, чат-бот, геймификация, игрофикация, цифровизация, BorisBot.

Заводчикова Н. И., Быкова И. А.

ПОЭТАПНОЕ ФОРМИРОВАНИЕ У УЧАЩИХСЯ НАВЫКА ПРИМЕНЕНИЯ АЛГОРИТМА ПЕРЕВОДА ЧИСЕЛ МЕЖДУ СИСТЕМАМИ СЧИСЛЕНИЯ С ОСНОВАНИЯМИ P И Q , ГДЕ Q ЯВЛЯЕТСЯ СТЕПЕНЬЮ P

Формирование навыка применения алгоритма перевода чисел между системами счисления, где основание одной системы счисления есть степень основания другой, предполагает использование набора заданий для перевода умственного действия из осознаваемого, развернутого, внешнего состояния в неосознаваемое, свернутое, мысленное. При разработке такого набора заданий необходимо опираться на основные положения теории поэтапного формирования умственных действий. На первом этапе усвоения алгоритма учащимся целесообразно предложить набор заданий и вопросов, которые позволят им самостоятельно выделить ориентировочную основу действия в обобщенном виде. Работа с развернутой формой записи числа будет соответствовать этапу материализованного действия, при этом материализованная форма умственного действия может сочетаться с речевой; результатом работы на этом этапе станет формулировка алгоритма. На этапе формирования действия во внешней речи можно предложить школьникам задачи на работу с формулировкой алгоритма; для этого можно использовать задачи «с пропусками» и ошибками в описании алгоритма. Переводу действия во внешнюю речь про себя будут способствовать задания на поиск ошибки в решении задачи, на применение одного шага алгоритма. Для автоматизации описываемого умственного действия необходимо выполнение школьниками достаточного количества стандартных упражнений на перевод чисел между системами счисления, включая задания, в которых использование изучаемого алгоритма невозможно. Для дальнейшего развития навыка применения алгоритма необходимо использовать задачи, которые могут потребовать воссоздания исходной, развернутой формы действия. Опыт авторов показывает, что для формирования навыков применения указанного алгоритма достаточно шести уроков, три из которых посвящены самостоятельной работе школьников.

Ключевые слова: системы счисления, теория поэтапного формирования умственных действий, ориентировочная основа действия, набор задач.

Лопушанская Н. Д.

ИНТЕГРИРОВАННЫЙ КУРС «МЕТОДЫ ПРИБЛИЖЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ» В КЛАССАХ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО И ИНЖЕНЕРНОГО ПРОФИЛЕЙ

Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования определяет результаты освоения учебных программ школьных дисциплин на углубленном уровне с ориентацией на подготовку к последующему профессиональному образованию. В статье рассматриваются возможности учебного курса «Методы приближенных вычислений» для достижения планируемых результатов освоения образовательной программы в классах с углубленным изучением математики, физики, информатики. Представлено содержание курса, дан один из вариантов тематического планирования (X—XI классы). В качестве примера рассматривается физическая задача и ее решение в соответствии с этапами алгоритмического решения задач: от постановки задачи до анализа полученного ответа. Предлагаются два варианта реализации созданной математической модели: с помощью написания кода на языке программирования Python и средствами редактора электронных таблиц.

Ключевые слова: учебный курс, методы приближенных вычислений, планируемые результаты обучения.

Векслер В. А.

РЕАЛИЗАЦИЯ КОНЦЕПЦИИ STEАM-ОБРАЗОВАНИЯ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ О ДВИЖЕНИИ РОБОТОВ

В статье рассматривается практическое применение STEAM-концепции в рамках занятий по образовательной робототехнике. STEAM-образование представляет собой модель, объединяющую естественные науки и инженерные предметы в единую систему. В ее основе лежит интегративный подход: технологии, физику, инженерию, информатику и математику преподают не по отдельности, а в связи друг с другом для решения реальных технологических задач. Такой подход учит рассматривать проблемы в целом, а не в разрезе одной области науки или одной технологии. В статье для нахождения решения задач движения робота проводится полное математическое исследование, которое решает следующие вопросы: проблема прямолинейного перемещения роботехнической тележки, варианты ее поворота на месте (относительно центра или вокруг одного из колес), перемещения по круговым траекториям с частично известными параметрами (с заданным радиусом или движение по сектору круга неизвестного изначально радиуса при известных длине хорды и высоте подъема над хордой на середине участка). Результат апробируется через построение программы в среде TRIK Studio с демонстрацией результата виртуальным роботом.

Ключевые слова: STEAM, образовательная робототехника, робот, движение.