Информатика в школе №5’2023

Описание

Журнал «Информатика в школе» №5’2023

№ 5 (184) Октябрь 2023 года
Содержание номера

АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В СОВРЕМЕННОЙ ШКОЛЕ

Рыжова Н. И., Трубина И. И., Королева Н. Ю., Филимонова Е. В.

СОВРЕМЕННЫЕ ШКОЛЬНИКИ ВЫБИРАЮТ ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ КАК НАПРАВЛЕНИЕ ДЛЯ БУДУЩИХ ПРОФЕССИЙ

Актуальной проблематикой для развития содержательного контента школьного образования по информатике и информационно-коммуникативным технологиям в настоящее время остается искусственный интеллект. Технологии искусственного интеллекта включены в школьную программу еще в 2021 году и уже изучаются почти в половине общеобразовательных школ России, а к концу 2024 года планируется, что вопросы искусственного интеллекта будут изучаться в большей части российских школ. При изучении данных вопросов школьники нередко демонстрируют повышенную мотивацию к материалу. В связи с этим цель данной статьи — поделиться с педагогической общественностью результатами анкетирования участников заключительного этапа Всероссийской олимпиады по искусственному интеллекту 2022 года относительно трендов искусственного интеллекта. Некоторые результаты в статье приведены в сравнении с ответами школьников аналогичного опроса 2021 года. Высказанные мнения школьников позволяют как выявить лакуны в современном школьном курсе информатики по данной проблематике, так и определить новые направления для развития содержания обучения, которые будут наиболее востребованы, по мнению современных школьников, в их будущих профессиях в контексте цифровой трансформации социума.

Ключевые слова: цифровизация образования, искусственный интеллект, обучение информатике, школьный курс информатики, цифровые технологии, олимпиада по искусственному интеллекту, технологии искусственного интеллекта, анкетирование школьников, респонденты, финалисты олимпиады.

Самылкина Н. Н., Кашапова Р. Ф.

ИЗУЧЕНИЕ 3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ И ПРОТОТИПИРОВАНИЯ В ПРЕДПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КЛАССАХ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ T-FLEX CAD. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТА ПРОЕКТА В ВИДЕ УЧЕБНОГО СТАРТАПА

В статье продолжается начатое в журнале «Информатика в школе» № 5-2022 рассмотрение использования российской программы T-FLEX CAD для изучения трехмерного моделирования и прототипирования в предпрофессиональных инженерных классах — представлено применение указанной программы при выполнении индивидуального проекта.
Предлагаются практические работы по созданию модели и прототипа маски-респиратора. Результат выполнения работ является технической частью индивидуального проекта, который может быть реализован как учебный стартап. При реализации проекта как учебного стартапа рассматриваются правовые нормы, возможности финансирования и другие особенности реализации такого проекта для продолжения образования.
Материал будет полезен для учителей информатики и технологии, работающих в инженерных или информационно-технологических классах, при преподавании углубленного курса информатики или специализированного курса по трехмерному моделированию и прототипированию.

Ключевые слова: трехмерное моделирование и прототипирование, предпрофессиональное обучение, программа T-FLEX CAD, моделирование в T-FLEX CAD, отечественный программный продукт, стартап, индивидуальный проект.

Федорова Г. А., Мотузок В. А.

ФОРМИРОВАНИЕ ЦИФРОВОЙ ГРАМОТНОСТИ ШКОЛЬНИКОВ В АСПЕКТЕ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ

В современном школьном образовании актуализируется проблема обучения школьников технологии дополненной реальности и формирования у них соответствующих компонентов цифровой грамотности. Элективный курс «Реальный мир с элементами нереальности», нацеленный на формирование цифровой грамотности школьников в аспекте применения технологии дополненной реальности, включает следующие модули: «Теоретическая основа дополненной реальности», «Программные и технические средства дополненной реальности», «Браузеры дополненной реальности», «Разработка продукта дополненной реальности». Практическая работа с приложениями AR организована на основе применения технологии смешанного обучения «Смена рабочих зон». Проходя маршрут, обучающиеся знакомятся с функционалом приложений дополненной реальности следующих предметных областей: иностранный язык, биология, история, геометрия, изобразительное искусство. Создание продукта дополненной реальности (стереометрической фигуры) организовано с помощью проектной деятельности. Апробация элективного курса показала доступность учебного материала и высокий уровень познавательного интереса обучающихся к изучению технологии дополненной реальности.

Ключевые слова: цифровая грамотность, технология дополненной реальности, AR, элективный курс, информатика, приложение дополненной реальности.

Заводчикова Н. И., Быкова И. А.

ОРГАНИЗАЦИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ЗНАКОВО-СИМВОЛИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ ОБУЧЕНИИ ШКОЛЬНИКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЮ

Отдельные действия учащихся при решении задач по теме «Программирование» можно отнести к знаково-символической деятельности. При обучении программированию учителю необходимо обратить особое внимание на совмещение различных планов: действия с конкретными данными, знаково-символическое описание этих данных и структуры алгоритма, написание кода программы. Выделяют следующие виды знаково-символической деятельности: моделирование, схематизация, кодирование, замещение. Целесообразно на первых этапах обучения включать в процесс подготовки задания, в которых данные виды деятельности являются самостоятельными единицами, а не одним из шагов решения задачи по программированию. Деятельность моделирования реализуется с помощью упражнений на заполнение трассировочных таблиц. Для организации схематизации используются задания на вербальное описание алгоритма и построение блок-схем. Выделению замещаемого и заместителя способствуют задачи на установление соответствия между строками кода и их назначением. В статье приведены примеры заданий для организации указанных видов знаково-символической деятельности.

Ключевые слова: обучение программированию, знаково-символическая деятельность, семиотика, ориентировочная основа действия, набор задач.

Пузиновская С. Г., Счеснович О. А.

СОВСЕМ КАК В ЖИЗНИ, ИЛИ ЗАДАНИЯ ПРАКТИКО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ХАРАКТЕРА НА УРОКАХ ИНФОРМАТИКИ

Время диктует особые требования к современному человеку: важно не только получить знания, но и научиться применять их в повседневной жизни, а также в измененных ситуациях.
Характерной особенностью, которая выделяет предмет «Информатика» из других дисциплин, является его прикладной характер: основную ценность имеют только те знания, которые находят применение на практике. Это утверждение положено в основу системы практико-ориентированного обучения.
В статье рассмотрены отличия практико-ориентированного задания от стандартного, выделены группы практико-ориентированных заданий. Приведены примеры авторских заданий практико-ориентированного характера по разным темам школьного курса информатики, составленных на основе традиционных заданий, а также рассмотрен фрагмент урока с практико-ориентированным содержанием.

Ключевые слова: практико-ориентированные задания, группы практико-ориентированных заданий, составные элементы практико-ориентированного задания, примеры авторских практико-ориентированных заданий, фрагмент практико-ориентированного урока.

Салмина А. П.

КОМПЕТЕНТНОСТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЕ ЗАДАНИЯ КАК ИНСТРУМЕНТ ПРАКТИКО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ

В статье рассматривается один из инструментов практико-ориентированного обучения — компетентностно-ориентированные задания. Их использование на учебных занятиях способствует формированию у обучающихся определенных общих и профессиональных компетенций. Компетентностно-ориентированные задания имеют четкую структуру и выбираются в зависимости от учебной цели. Соответственно, их можно использовать на разных этапах занятия. В статье представлены примеры компетентностно-ориентированных заданий по дисциплине «Информатика». Для демонстрации возможностей применения таких заданий рассмотрены задания из разных разделов дисциплины: «Технологии создания и преобразования информационных объектов с помощью электронных таблиц», «Технологии создания и хранения объектов в базах данных», «Информационная деятельность человека». Описаны способы выбора профессиональной направленности заданий. В статье представлены задания с учетом профессиональной деятельности для обучающихся по специальности «Издательское дело».

Ключевые слова: компетентностно-ориентированные задания, информационная компетенция, самостоятельная деятельность обучающихся.

Смольняков В. Г.

ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДЫ TINKERCAD ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕМЫ «УПРАВЛЕНИЕ» КУРСА ИНФОРМАТИКИ НА УРОВНЕ ОСНОВНОГО ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

В статье рассматривается авторская методика преподавания темы «Управление» курса информатики основного общего образования на основе среды Tinkercad. Выделяется место данной темы в рабочей программе основного общего образования по предмету «Информатика». Описаны основные преимущества использования среды Tinkercad. Рассмотрены два варианта обучения по данной теме в зависимости от наличия робототехнического оборудования в школе. Для каждого варианта приведено тематическое планирование, выделены основные особенности проведения уроков. Рассмотрены виды деятельности учителя и обучающихся на каждом этапе уроков темы. Для всех занятий предложены проекты, в каждом из которых рассмотрены этапы прототипирования и программирования. Предложенные проекты имеют различную сложность, в то же время они взаимосвязаны, что позволяет выстроить целостную методику изучения темы. Все проекты направлены на формирование у обучающихся предметных и метапредметных результатов по каждому подразделу темы «Управление». Приведены источники, в которых код проектов доступен для загрузки в личные кабинеты обучающихся на платформе Tinkercad.

Ключевые слова: информатика, управление, управление без обратной связи, управление с обратной связью, робототехника, прототипирование, Tinkercad.

Гаркавенко Г. В., Бакулина Ю. С., Сильвеcтpов И. Е.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕКСТОВОГО ИНТЕРФЕЙСА СРЕДСТВАМИ ЯЗЫКА PYTHON

В статье рассматриваются вопросы, связанные с изучением в курсе информатики языка программирования Python и улучшением понимания обучающимися такой структуры языка программирования, как массив или список. Для достижения этой цели используется один содержательный пример — моделирование в текстовом интерфейсе работы табло электронных часов. Сначала разрабатываются шаблоны цифр для представления их на табло, при этом можно проработать темы, связанные с изучением матриц или списков строк. Далее поставленная задача реализуется средствами языка программирования Python, при этом для создания и обработки вывода цифр используются функции. Также приводятся идеи аналогичных задач. Статья может быть полезна учителям информатики, студентам педагогических вузов и всем изучающим программирование на языке Python.

Ключевые слова: обучение программированию, Python, структура данных «список», списки строк, функции в Python, содержательная задача.

Вендина А. А., Киричек К. А.

ОБУЧЕНИЕ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫИГРЫШНОЙ СТРАТЕГИИ

Одним из способов эффективного обучения информатике в начальной школе является обеспечение занимательного характера обучения. К занимательным заданиям можно отнести задачи на игровые стратегии, позволяющие младшим школьникам учиться осуществлять поиск выигрышной стратегии при игре с фишками, в шашки, домино, математическое лото и т. п. Целью данной статьи является описание особенностей обучения младших школьников решению задач на определение выигрышной стратегии аналитическим способом. В статье рассматриваются основные понятия теории игр, необходимые для решения задач на определение выигрышной стратегии на уровне начального общего образования: определение математических игр, их правила, понятия выигрышной стратегии и правильной игры. Приводятся способы решения игр с симметричной выигрышной стратегией и с выигрышной стратегией дополнения до числа, описание выигрышных стратегий и пример составления алгоритма для одной из рассмотренных задач. Сделан вывод о том, что умение определять выигрышную стратегию можно отнести к метапредметным умениям.

Ключевые слова: теория игр, математические игры, начальная школа, стратегия, определение выигрышной стратегии, информатика, математика.

ТОЧКА ЗРЕНИЯ

Козлов О. А., Барышева И. В., Малкина Е. В., Шестакова Н. В.

ОБУЧЕНИЕ ШКОЛЬНИКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЮ В РАМКАХ ПРЕДМЕТА «ИНФОРМАТИКА»: ПРОБЛЕМЫ И ВОЗМОЖНЫЕ РЕШЕНИЯ

В современных условиях постоянно расширяющееся использование информационных технологий, острая потребность в ИТ-специалистах высокого уровня, определяющих как развитие промышленного и интеллектуального потенциала страны, так и ее безопасность, а подчас и само существование России как независимого государства, актуализируют проблематику обучения программированию в школе, в том числе введения в школьную программу самостоятельного предмета «Программирование». Проведенное исследование показывает, что рамки школьного предмета «Информатика» становятся слишком тесными для формирования базовой подготовки и профессиональной ориентации школьников в области алгоритмизации и программирования, назрела необходимость изучения школьниками программирования как отдельной дисциплины. Но встает вопрос выбора языка программирования для изучения в школьном курсе. Сравнение языков программирования, которые сегодня наиболее распространены в преподавании школьной информатики, в частности Python и Pascal, позволяет определить их достоинства и недостатки при изучении в школе в качестве первого языка программирования и сделать вывод о том, что предпочтение следует отдать языку Pascal, так как Python не позволяет в достаточной степени сформировать у учащихся уверенных компетенций в области программирования, знаний основополагающих элементов программирования.

Ключевые слова: информатика, программирование, информационные технологии, алгоритм, Python, Pascal.

СРЕДСТВА ИКТ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

Котенко А. В., Котенко В. Е.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КВАДРОКОПТЕРОВ TELLO ПРИ ИЗУЧЕНИИ КУРСА «ВВЕДЕНИЕ В ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ PYTHON»

В статье рассматриваются возможности учебных квадрокоптеров Tello и их применение на занятиях по программированию на языке Python. Приводятся темы модулей, которые рекомендуется изучать с использованием квадрокоптеров. При описании модулей разбираются основные понятия языка программирования Python, особенности его использования совместно с квадрокоптерами DJI Tello, техника безопасности при работе с квадрокоптером, его устройство. Даны понятия алгоритма, его свойства, основные виды алгоритмов. Акцент сделан на линейном алгоритме, приведены примеры реализации линейных алгоритмов для автономного полета, примеры программ для получения информации с бортовых датчиков. Рассмотрены возможные примеры заданий, которые можно предложить учащимся при изучении каждого модуля. Статья рассчитана на учителей информатики, студентов педвузов, педагогов дополнительного образования.

Ключевые слова: Python, программирование, линейный алгоритм, циклы, квадрокоптер, DJI Tello.

Дополнительные материалы

ЗАДАЧИ

Долинский М. С.

ЗАДАЧИ НА ТЕМУ «МАКСИМАЛЬНАЯ НЕУБЫВАЮЩАЯ ПОДПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ»

В данной статье на примере решения нескольких задач проиллюстрирована методика изучения темы «Максимальная неубывающая подпоследовательность» при подготовке школьников к олимпиадам по информатике. Изучение основано на последовательном решении усложняющихся задач. Для каждой задачи приводятся следующие материалы: условие задачи, идея решения, решение на языке программирования Pascal. Технической основой для изучения темы и решения задач является разработанная под управлением автора инструментальная система дистанционного обучения (http://dl.gsu.by), которая позволяет: предложить ученику условие задачи; отправить решение на проверку; получить от системы вердикт — правильное или неправильное решение; для неправильных решений указывается номер теста, на котором решение не прошло. Ученик может взять тест (входные и выходные данные), на котором не прошло его решение, разобраться, в чем ошибка в его программе, исправить ее и послать решение повторно. Кроме того, для каждой задачи в системе есть ссылка по ней на тему в форуме, где можно задать вопрос по решению этой задачи и/или почитать ответ, если вопросы уже задавались ранее.

Ключевые слова: рекуррентное соотношение, максимальная неубывающая подпоследовательность, олимпиады по информатике, инструментальная система дистанционного обучения.

Дополнительные материалы