О РАЗВИТИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО МЫШЛЕНИЯ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ СРЕДСТВАМИ ИНФОРМАТИКИ

Статья опубликована в рамках: Международной научно-практической интернет-конференции «Актуальные проблемы методики обучения информатике и математике в современной школе» (Россия, г.Москва, МПГУ, 22 — 26 апреля 2019г.)

О РАЗВИТИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО МЫШЛЕНИЯ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ СРЕДСТВАМИ ИНФОРМАТИКИ

Лосик Сергей Николаевич,
ГБОУ Школа №45 им. Л.И. Мильграма

Аннотация: В статье раскрывается понятие Computational Thinking (вычислительное мышление). Опираясь на работы российских и зарубежных специалистов, автор раскрывает структуру и содержание этого понятия, а также устанавливает возможную связь с курсом информатики. Кроме того, автор выдвигает предположение о возможной связи пропедевтики программирования с использованием среды Kodu Game Lab с формированием вычислительного мышления у младших школьников.

Ключевые слова: информатика, начальная школа, вычислительно мышление, программирование, Kodu Game Lab.

Информатика в начальной школе сегодня занимает очень двоякое место. С одной стороны, примерная программа начального образования не предполагает информатику как обязательную дисциплину. С другой стороны, всё большее число школ включает информатику в программу подготовки младших школьников за счёт часов вариативной части или используя возможности внеурочной деятельности.

В чём же причина такого внимания к начальному курсу информатики? С одной стороны сегодня прослеживается явная связь между информатикой и результатами обучения по дисциплинам основной школьной программы [4]. С другой стороны, современные исследования, расширяющие традиционное понятие грамотности, недвусмысленно указывают, что сегодняшняя грамотность состоит из читательского, математического и вычислительного компонентов[6]. А анализ международных подходов к преподаванию информатики показывает, что математический и главное вычислительный стиль мышления формируются во многом именно средствами информатики[1].

Говоря о вычислительном стиле мышления, в западной литературе мы можем найти термин Computational Thinking, перевод которого на русский язык как раз и звучит как «Вычислительное мышление». Специалисты признают, что такой вариант перевода — вынужденный, поскольку «английское слово Computational, кроме использования в чисто математическом смысле (производство вычислений), в настоящее время параллельно используется в более широком смысле, родственном термину «Computing» (Компьютинг) — собирательному обозначению совокупности компьютерных наук (Computer Science), информационных технологий и информационных систем, компьютерной и программной инженерии» [5].

Сегодня Computational Thinking или «вычислительное мышление» одна из основных идей в развитии курса информатики. Этот, молодой термин был предложен в 2006 г. профессором Корнельского университета (США) Жаннеттой Винг (Jeanette Wing), ученицей Сеймура Пайперта. Она описала назначение вычислительного мышления следующим образом: «Вычислительное мышление является способом решения проблем людьми, а не попыткой уподобить человеческое мышление компьютерам. Компьютеры — скучные и нудные, а люди умны и обладают воображением. Мы, люди, делаем компьютеры эффективными. Оснащенные вычислительными устройствами, мы используем наш ум, чтобы решать проблемы, которые мы не могли решать до компьютерной эры и создавать системы, обладающие функциональностью, ограниченной только нашим воображением» [8].

Отдельные специалисты отмечают, что «Формирование вычислительного мышления можно рассматривать в связке с формированием информационно-коммуникационной компетентности и информационной культуры. В процессном плане они могут быть неразрывны, но как результат образования вычислительное мышление сохраняет в этой триаде относительную самостоятельность: человек, обладающий вычислительным мышлением, должен быть ориентирован на решение задач с помощью средств инфокоммуникационных технологий, привычно мыслить соответствующими категориями. Возможно, это и есть главная черта вычислительного мышления; его наличие должно стать важным личностным и метапредметным результатом школьного (и не только школьного) образования, а также его инструментом» [7].

Е.К. Хеннер также отмечает, что «Вычислительное мышление — процесс решения проблем, включающий следующие характеристики (но не ограничивающийся ими):

  • формулирование проблем таким образом, чтобы позволить использовать компьютер и другие инструменты для их решения;
  • логическую организацию и анализ данных;
  • представление данных через абстракции, такие как модели и имитации;
  • автоматизацию решения посредством алгоритмического мышления (серии упорядоченных шагов);
  • выявление, анализ и реализацию возможных решений с целью достижения наиболее эффективного и эффектного сочетания шагов и ресурсов;
  • обобщение и перенос процесса решения данной проблемы на процесс решения широкого круга задач».

Также, в его работах казано, что «Навыки свойственные вычислительному мышлению должны поддерживаться и усиливаться рядом качеств, которые являются необходимыми признаками вычислительного мышления. Эти качества включают в себя:

  • уверенность при наличии сложностей;
  • стойкость в работе с трудными проблемами;
  • толерантность в ситуации неопределенности;
  • способность справляться с незавершенными проблемами;
  • умение общаться и работать с другими людьми для достижения общей цели или решения».

Стоит отметить, что формирование вычислительного мышления в начальной школе сегодня можно осуществлять различными способами. Так, в частности, в ГБОУ Школа №45 им. Л.И. Мильграмма где в начальных классах реализуется курс А.В. Горячева, Д.И. Павлова «Информатика для всех», широчайшие возможности по формированию у учеников основ вычислительного мышления представляет среда Kodu Game Lab.

Эта свободно распространяемая среда, обладая внешними свойствами с Minecraft предлагает учителю и ученикам широкий инструментарий для освоения основ программирования и, в частности, для развития вычислительного мышления. Потенциал среды позволяет обучающимся, при реализации однотипного, формализованного задания получить индивидуальный результат.

Уже отмечено удобство этой среды для пропедевтики программирования в целом [2], и в частности для пропедевтики параллельных вычислений  [3]. Если же проанализировать понятие «вычислительное мышление», опираясь на работы Janett Wing, Grady Booch и Е.К. Хеннера, становится очевидно, что среда Kodu Game Lab является инструментом, с помощью которого возможно активное формирование вычислительного мышления у младших школьников. Безусловно, эффективность предложенных подходов и их влияние на формирование вычислительного мышления нуждаются в дополнительной оценке, но результаты трёх лет работы по программе «Информатика для всех» с использованием среды Kodu Game Lab позволяют оценить данное направление исследований как перспективное.

ЛИТЕРАТУРА:
  1. Босова Л.Л., Павлов Д.И., Информатика в начальной школе: взгляд на российский опыт с позиции международного конкурса Bebras // Информатика в школе — №1 — 2019 — ст.50-60
  2. Каплан А.В. Применение технологии геймификации в пропедевтике программирования в начальной школе // Информатика в школе — №6(139) — 2018 — с. 65-67
  3. Лосик А.В. Пропедевтика параллельных вычислений в начальной школе с использованием среды Kodu Game Lab // Информатика в школе — №7(140) — 2018 — с. 36-39
  4. Павлов Д.И. О связи информатики в начальной школе с другими дисциплинами // Информаткиа в школе — №6 (139) — 2018 — с.63-64
  5. Сухомлин В. А. Международные образовательные стандарты в области информационных технологий // Прикладная информатика. 2012. № 3. С. 33-54.
  6. Фрумин И.Д., Добряков М.С., Баранников К.А., Реморенко И.М. «Ключевые компетенции и новая грамотность»  М.: НИУ ВШЭ, 2018. — 28 с.
  7. Хеннер Е.К. Вычислительное мышление // Образование и наука. 2016. №2 (131).
  8. Wing J. Computational Thinking. Communications of the ACM, 2006. March 2006. Vol. 49, № 3. P. 33-35.
avatar
  Подписаться  
newest oldest most voted
Уведомить о
Подобедова Алена
Подобедова Алена

Сергей Николаевич, большое спасибо за такой интересный и познавательный текст. Меня заинтересовала проблема, которую вы поднимаете в данной статье. В связи с этим возник вопрос. Как Вы думаете, какие еще образовательные ресурсы могут помочь учителю формировать вычислительное мышление у младших школьников?

Сергей Николаевич
Сергей Николаевич

Добрый день!
Спасибо за отзыв. По сути для формирования вычислительного мышления сейчас предлагается не мало решений, но общая их беда в непроработанности методики. Это превращает использование таких ресурсов в развлечение или кнопконажимание.
На мой взгляд на уровне начальной школы сегодня не плохо разработан Scratch + вот сейчас ведутся работы по Kodu.
В основной школе конечно выбор больше.

В.С. Сарьян
В.С. Сарьян

Содержательная статья. Представлены интересные ресурсы, которые помогают развивать вычислительное мышление. Хотелось бы, чтобы Вы представили данную тему и на практическом примере урока.

Сергей Николаевич
Сергей Николаевич

Спасибо!
Думаю к осенней конференции, которую проводит институт Математики и Информатики я уже смогу сделать какие-то авторские разработки. Пока я больше опираюсь на УМК «Информатика для всех».

Анастасия Семиз
Анастасия Семиз

Здравствуйте! Тема Вашей статьи мне очень понравилась. В начале статьи Вы очень много цитируете различных людей по данной теме, что конечно не плохо, но когда Вы начали писать от себя, свое мнение, рассказывая о среде Kodu Game Lab, тогда действительно стало интересно читать, но к сожалению статья закончилась. Хотелось бы больше узнать о возможностях данной среды для развития вычислительного мышления. Как Вы это видите? Что Вам кажется наиболее интересного в этой программе? Чем она лучше остальных? Спасибо за статью!

Сергей Николаевич
Сергей Николаевич

Спасибо!
Я действительно много времени уделил разбираясь с тем, что такое «вычислительное мышление». Термин в англоязычной литературе устоявшийся и для его использования пришлось разбираться с тем, что он значит.
Что касается Kodu то я вижу его применение, нацеленное на формирование вычислительного мышления через связь алгоритм-программа, а также через задания на debug. Это то, что уже удалось попробовать. Над многими идеями пока только работаю.