Развитие исследовательских компетенций учащихся посредством Scratch

Развитие исследовательских компетенций учащихся посредством Scratch











ОЛЬГА МУРИНА
учитель информатики ГУО "Средняя школа №37 г.Гродно"

Система образования, сформировавшаяся в XX веке в большинстве стран мира, поощряла учащихся за то, как много они знают, и, соответственно, обучение было нацелено на накопление знаний. Существует мнение, что формированию такой системы способствовала необходимость в обеспечении промышленных предприятий большим количеством рабочих, которые могли бы выполнять узкоспециализированные конвейерные операции. Благодаря стремительному развитию цифровых технологий в XXI веке такие операции могут выполнять роботизированные системы, а значит, и людей сейчас необходимо обучать не тому, чему учили раньше. В современных условиях, на мой взгляд, важно не транслировать детям знания в готовом виде, а учить их учиться, учить не просто накапливать и запоминать информацию, а умению самостоятельно ее добывать и критически оценивать [8]. В свою очередь, для того, чтобы в огромном информационном потоке добыть достоверную, полную, актуальную информацию, необходимы умения работать с источниками, осуществлять основные логические операции, проводить наблюдения, различными способами организовывать данные, грамотно выражать свои мысли, представлять результаты работы. Все вышеперечисленные умения отражают содержание исследовательской деятельности, а потому их можно считать основными исследовательскими компетенциями.

Исследовательские компетенции учащихся в процессе обучения выполняют следующие функции:

- формирование познавательных мотивов и интереса к овладению новыми знаниями;

- развитие внимания и наблюдательности, инициативности, настойчивости и трудолюбия;

- развитие умения анализировать изучаемый материал, устанавливать причинно-следственные связи, применять имеющиеся знания при решении задач [2].

Одним из основных компонентов исследовательских умений является мотивационный компонент, проявляющийся в виде познавательного интереса [2]. Поиски средства для обучения, способствующего повышению мотивации учащихся к самостоятельной познавательной деятельности, привели к Scratch, визуальной среде программирования, которая также является инструментом для развития у учащихся информационной грамотности, коммуникативных навыков, творческих способностей, любознательности, критического и системного мышления.

Среда визуального программирования Scratch – эффективный инструмент для развития исследовательских навыков учащихся. Работу по накоплению, применению и трансляции опыта использования среды Scratch для развития исследовательских навыков учащихся я веду с 2015 года.

В своей работе по использованию среды Scratch на внеурочных занятиях с учащимися могу выделить два этапа:

1. Обучение учащихся использованию инструментов среды программирования Scratch;

2. Обучение учащихся использованию среды Scratch в качестве инструмента для творческой проектной деятельности.

С целью реализации первого этапа обучения мной разработан электронный образовательный ресурс, включающий серию уроков по изучению основ работы в среде программирования Scratch [4]. Уроки разработаны таким образом, чтобы учащиеся самостоятельно, с минимальным вмешательством преподавателя, смогли освоить инструменты среды программирования. Учитель выступает в роли консультанта, указывая направление поиска необходимых знаний.

На данном этапе для развития исследовательских компетенций через использование среды программирования Scratch преимущественно применяю практико-ориентированный метод обучения. Обучение программированию в среде Scratch происходит по принципу «от практики – к теории». Инструменты среды программирования, основные алгоритмические конструкции, основы программирования изучаются на практических примерах реализации отдельных функциональных возможностей программы, без детальных теоретических объяснений [10]. Учащиеся запускают программу, наблюдают за действиями спрайтов, сопоставляют их с блоками в скриптах и делают выводы о назначении блоков. Далее учащиеся редактируют скрипты, наблюдают за изменениями в действиях спрайтов, после чего делают выводы о работе скриптов.

Ниже в качестве примера приведен фрагмент урока, в котором изучается назначение блоков категорий Движение и Внешний вид.

фото 1.png

Развитию исследовательских компетенций способствуют задания «Испорченный код»: учащимся предлагается готовый проект, в скриптах которого допущены ошибки. Такие задания требуют наблюдательности, умения провести детальный анализ, обнаружить проблему и найти способ ее решения.

Пример задания «Испорченный код»

Программисты создали игру, в которой нужно, управляя котенком при помощи клавиш со стрелками, провести его по лабиринту и собрать все подарки. Однако злоумышленник испортил код, и некоторые клавиши со стрелками работают неправильно или вовсе не работают, котенок проходит сквозь стены лабиринта, подсчет подарков ведется неправильно. Помогите программистам найти и исправить ошибки.

фото 2.png
Для развития навыков поиска и анализа информации знакомлю учащихся с возможностями сетевого сообщества Scratch. Благодаря большому количеству проектов, размещенных участниками сообщества в сети, учащиеся могут организовать поиск проектов заданной тематики, изучать код, создавать ремиксы существующих проектов, экспериментируя и добавляя в готовый проект новые элементы согласно собственным идеям.

На «техническом» этапе изучения возможностей среды программирования важно поддержать интерес детей к обучению и мотивировать на достижение результатов, поэтому мной продумана система поощрения: за выполненные задания и успешное освоение тематических разделов ребята получают в свои профили виртуальные значки и бейджи (рисунок 1).

фото 3.png

Проектный метод – один из наиболее эффективных для развития исследовательских навыков. В зависимости от этапа обучения это могут быть проекты по предложенному учителем сценарию, либо проекты, в которых учащиеся реализуют собственные идеи, проекты, которые создаются в течение одного занятия, либо сквозные проекты, которые реализуются на протяжении нескольких занятий, анимационные проекты, интерактивные проекты, игровые проекты, образовательные проекты.

Работая над проектом, учащиеся продумывают для него сценарий и подбирают необходимый материал, используя при этом различные источники, устанавливают причинно-следственные связи между событиями сценария, анализируют возможные варианты его программной реализации и синтезируют оптимальный вариант, после создания проекта учатся представлять результаты своей работы обществу.

Так, например, работая над проектом «Манипулятор исследования квадратичной функции», моя ученица решала последовательно следующие задачи:

1.                Изучила литературу для определения понятий, связанных с квадратичной функцией;

2.                Произвела поиск информации и раскрыла возможности использования параболы в окружающем мире;

3.                Изучила существующие в сообществе Scratch русскоязычные и англоязычные проекты по теме «Квадратичная функция»;

4.                С учетом анализа существующих проектов разработала модель собственного проекта, посвященного исследованию квадратичной функции;

5.                На этапе программирования выполнила оптимизацию кода, используя пользовательские процедуры.

Для развития исследовательских компетенций учащихся в работе над проектами я учу:

- формулировать вопросы, так как верный ответ может быть дан только на четко и правильно сформулированный вопрос;

- определять цель, так как самостоятельная постановка цели помогает учащемуся спланировать пути ее достижения и представить планируемый результат;

- видеть проблему, так как часто выход из проблемной ситуации становится очевидным для учащегося, если он сформулирует ее суть;

- выдвигать предположения, так как предположения требуют проверки и, следовательно, являются этапом поиска решения задачи;

- использовать все возможные способы поиска необходимой информации: от вопросов поисковой системе в сети Интернет до вопросов одноклассникам и учителям;

- обосновывать утверждения, так как любое используемое утверждение должно быть подтвержденным фактом;

- четко выстраивать свои мысли и речь, так как навыки выступления «без бумажки» считаю необходимыми для представления результатов своей работы.

При этом я не озвучиваю учащемуся выход из проблемной ситуации, задаю наводящие вопросы, чтобы в ходе логических рассуждений он самостоятельно нашел решение.

Показателями успешности моего опыта развития исследовательских компетенций учащихся посредством использования среды программирования Scratch могут выступить как результативное участие моих учеников в творческих конкурсах и научно-исследовательских конференциях разного уровня, так и результаты их учебной деятельности.

Развитые исследовательские навыки позволяют учащимся эффективно организовать собственную учебно-познавательную деятельность, что отражается в результатах обучения. В таблице 1 приведены данные успеваемости по информатике групп в параллели 9-х классов. Группа 9 «К» класса – экспериментальная группа, учащиеся которой изучали среду программирования Scratch в течение трех лет, группы 9 «А», 9 «Б», 9 «В» и 9 «Г» классов – контрольные группы.

Таблица 1. Результаты учебной деятельности

Учебный год

9 «А»

9 «Б»

9 «В»

9 «Г»

9 «К»

2015-2016

7,4

7,1

7,8

7,1

8,5

2016-2017

7,6

6,4

7,7

6,9

8,9

2017-2018

6,4

6,7

7,7

6,7

8,4

2018-2019
(3-я четверть)

7,3

7,4

8,1

7,1

9,8

 

Как видно из таблицы, учащиеся экспериментальной группы показывают самые высокие учебные достижения.

На протяжении трех лет мои ученики активно и результативно участвуют в конкурсах и конференциях.

Заключение

Анализ опыта работы по обучению учащихся II ступени общего среднего образования работе со средой визуального программирования Scratch позволяет сделать вывод об эффективности использования названной среды для развития исследовательских навыков учащихся.

Результатом работы над темой опыта стали разработанные мной электронные образовательные ресурсы для школьников, студентов и педагогов:

- «Код-клуб» – ЭОР для обучения учащихся 5–6х классов основам работы в среде программирования Scratch [4];

- «Базовые элементы проектов в Scratch» – дистанционный мастер-класс для педагогов [3];

- «Scratch для начинающих», «Программирование на Scratch: базовый уровень» – дистанционные курсы для педагогов.

Опыт своей работы транслирую через:

- выступления на педагогических советах, заседаниях районного методического объединения учителей информатики;

- проведение обучающих семинаров для педагогов на базе Гродненского областного института развития образования;

- проведение дистанционных мастер-классов для педагогов (в том числе на международном уровне в рамках III Международной дистанционной практико-ориентированной конференции «Инновации для образования»);

- участие в конкурсах и конференциях районного, областного, республиканского и международного уровней;

- преподавание курса «Язык визуального программирования Scratch» студентам специальности «Математика (научно-педагогическая деятельность)» математического факультета ГрГУ им. Я. Купалы.

По теме опыта опубликованы три авторские статьи.

 Список использованных источников

1.                Елисеева, О.Е. Обучение детей основам создания компьютерных игр на языке программирования Scratch: пособие для учителей учреждений общ. сред. образования с белорус. и рус. яз. обучения: 5-6 классы / О.Е. Елисеева – Минск: Народная асвета, 2017. – 166 с.

2.                Зуева, С.В. Исследовательские умения учащихся: сущность и классификация умений, критерии и уровни сформированности – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://econf.rae.ru/article/10187 Дата доступа: 07.03.2019.

3.                Мурина, О.Б. Базовые элементы проектов в Scratch – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://sites.google.com/site/azbukascratch/ – Дата доступа: 15.03.2019.

4.                Мурина, О.Б. Код-клуб – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://sites.google.com/site/pishemkody/ – Дата доступа: 21.03.2019.

5.                Мурина, О.Б. Об организации обучения студентов программированию в визуальной среде Scratch (на примере УО «Гродненский государственный университет имени Янки Купалы») / О.Б. Мурина, Д.С. Шпак // Современные технологии в науке и образовании – СТНО-2018: сб. тр. междунар. науч.-техн. форума: в 10 т. Т. 10. / под общ. ред. О.В. Миловзорова. – Рязань, 2018. –
С. 24-30.

6.                Мурина, О.Б. Программирование в среде Scratch: от школы до вуза / О.Б. Мурина, Д.С. Шпак // Электронный научно-методический журнал «Университет образовательных инноваций». – 2016. – № 2.

7.                Мурина, О.Б. Scratch: как увлечь учащихся программированием. / О.Б. Мурина // Вестник образования. Гродненский регион. – 2016. – № 3. – С. 71-75.

8.                «Навыки XXI века»: новая реальность в образовании – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://hr-portal.ru/article/navyki-xxi-veka-novaya-realnost-v-obrazovanii – Дата доступа: 07.03.2019.

9.                Рындак, В.Г. Проектная деятельность школьника в среде программирования Scratch: учебно-методическое пособие / В.Г. Рындак, В.О. Дженжер, Л.В. Денисова. – Оренбург: Оренб. гос. ин-т. менеджмента, 2009. – 116 с.

10.           Создание компьютерных игр на языке визуального программирования Scratch: учебная программа факультативных занятий для учреждений общего среднего образования 5-6 классы / Минск: Национальный институт образования, 2016.

11.           Сообщество Scratch в Республике Беларусь – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://scratch.by/ – Дата доступа: 20.03.2019.

12.           Творческая деятельность в среде программирования Scratch: учебная программа факультативных занятий для учреждений общего среднего образования 2-4 классы / Минск: Национальный институт образования, 2016.

 


наверх