О роли и месте программирования в обучении информатике

    В настоящее время мы еще не можем диагностировать состояние действия по всей системе характеристик. Объясняется это тем, что еще не найдены соответствующие диагностические пути и недостаточно изучены и дифференцированы сами характеристики. Наиболее точный и полный диагноз может быть получен по форме действия.

    7. Последовательность диагностики  отдельных операций действия  должна быть следующей а) вначале  проводится диагностика центральной  операции; в каждом действии (приеме) имеется операция (действие), от сформированности которой, прежде всего, зависит успешность выполнения действия (приема); она и называется центральной; б) в дальнейшем диагностика операций проводится в порядке, обратном формированию; это требование направлено на то, чтобы избежать при диагностике обучающего эффекта; в) диагностика формы ведется от умственной формы к внешнеречевой и материальной; г) при диагностике обобщенности действия в начале следует давать задания на менее привычном для испытуемых материале, а затем - на более знакомом.

1.2. О роли и месте программирования в обучении информатике

     Многие  проблемы в преподавании информатики  связаны с нечётким целеполаганием. К сожалению, стандарт по информатике  не был своевременно принят. Возможно поэтому основной целью изучения образовательной области "Информатика" считается подготовка школьников к практической деятельности, а развитие мышления и формирование основ научного мировоззрения как бы отступают на второй план.

    Изучение  программирования позволяет внести свой вклад в достижение этих целей. В первую очередь следует рассматривать программирование как средство развития мышления школьника. Профессиональной подготовкой занимаются специализированные учреждения. Поэтому лучше сразу отказаться от невыполнимой задачи: изучить язык программирования, каким бы простым он не был. Знание языка как и владение любым другим инструментом само по себе ничего не даёт, куда важнее умение им пользоваться, а на это, как правило, времени и не остаётся (причём, это общая проблема школьного образования). Только при самостоятельном решении задач можно говорить о развитии у школьников способности принятия решения и ответственности за его последствия.

    Другой  важной целью является "понимание  единства информационных принципов  строения и функционирования самоуправляемых  систем различной природы", процессов управления в природе, технике, социуме. При правильном подборе учебных задач эта цель не кажется надуманно-недостижимой.

    Но "правильный подбор" ещё не гарантирует  достижения результата. Важна и форма организации учебной деятельности, и методика преподавания. Вот здесь и открываются широкие возможности реализации стратегической линии образования на развитие личности, внедрения эвристических методов в образовательный процесс. Другими словами, можно отказаться от традиционного построения курса, когда учащимся сообщается большое количество готовых знании, в надежде, что немногим "сильным" ученикам удастся самостоятельно выстроить закономерности и постигнуть общие принципы изучаемой дисциплины. Это но силам будет немногим. Гораздо труднее для учителя инициировать на занятиях самостоятельную познавательную деятельность учащихся, заставлять их постоянно задумываться "над природой вещей", сообщив лишь небольшое количество исходной информации.    Именно   эта   задача   гораздо   важнее    "зубрёжки"   и   имеет положительный результат в долгосрочной перспективе.

1.3 Методические аспекты выбора  среды ЛогоМиры как начального  языка  программирования

    Программная среда Лого (ЛогоМиры) была разработана  и реализована под руководством американского психолога С. Пейперта в 1989 г. в Массачусетсом технологическом институте. Она была создана не просто как формализованный язык программирования, а как среда, в которой дети могли бы научиться естественному общению с компьютером. ЛогоМиры -универсальная учебная компьютерная среда на базе языка Лого. Эта среда интегрирует графику, мультипликацию, звуки, программирование и позволяет осуществлять проектный подход к занятиям по всем направлениям учебного плана, а также обеспечивает возможность осуществлять межпредметные связи с другими дисциплинами на уроках информатики.

Основные характеристики языка ЛОГО, входящего в состав среды

• синтаксис, близкий к естественному языку,
• приспособленность к интерактивному режиму работы,

    -ориентация  на формирование самых общих  представлений о программировании,

- необязательность глубоких знании архитектуры ЭВМ, 
-возможность обработки графических объектов.

    Среда обучения Лого является примером новых  технологий обучения, направленных на освоение средств, при помощи которых учащиеся могут самостоятельно добывать знания. Пейперт, создавая Лого, основывался на учении швейцарского психолога Жана Пиже о стихийном непринужденном обучении ребенка при взаимодействии со средой. Среда Лого позволяет так построить процесс обучения, что овладение языком программирования становится таким же естественным процессом, как и изучение родного языка.

    Слова «компьютерное обучение» обычно означают, что компьютер учит («программирует») ребенка. Занятия в среде Лого переворачивают традиционную ситуацию компьютерного обучения. В среде Лого ребенок сам учит и программирует компьютер и, делая это, овладевает основами предмета.

    Лого  реализует новые подходы к  обучению, направленные не на заучивание правил, а на формирование процесса мышления. В ситуации традиционного обучения наблюдать за мыслительной деятельностью ребенка просто невозможно. Среда Лого является тем окном, которое позволяет заглянуть в мыслительные процессы ребенка. У учителя появляется возможность проанализировать накопленные в памяти компьютера, данные о том, как ребенок думает, как он понимает задачу, расчленяет ее и т.п.

    В среде Лого ребенок сам управляет  процессом обучения. Как и в  реальной жизни, он сам ставит себе задачу, и сам находит пути ее решения. Вместо привычного ожидания, чтобы ему сказали, как надо правильно сделать, ребенок попадает в ситуацию, управлять которой может только он сам. Из постоянно ждущего помощи от других он превращается в человека, самостоятельно ищущего и находящего решения. На собственном опыте ребенок учится делать выводы и обобщения.

    В Лого первоначально заложены принципы конструктивного обучения. Согласно этим принципам в процессе создания реального продукта (для реализации конкретной задачи) значительно повышается эффективность обучения. Это возможно только потому, что Лого - полноценный язык программирования, допускающий возможность создания настоящих, графически оформленных, работоспособных программ.

    Важную  роль в новых направлениях обучения играет отношение к ошибкам и их устранение. Отладка программы (поиск и исправление в ней ошибок) обычно является трудоемким процессом. Язык Лого значительно упрощает его. Решение разбивается на множество мелких шагов, каждый из которых может быть проверен отдельно. Если допущена ошибка, то «Черепашка» просто не выполнит задания или выполнит его не так, как следовало. Так как ученики могут самостоятельно найти ошибку, исправить и снова попробовать, то они перестают бояться ошибок. Школьники чувствуют себя исследователями, не боящимися творить. Они обретают уверенность в своих силах и могут выразить свое знание предмета в форме, отличной от вербальной.

    Графические возможности Лого позволяют использовать его для освоения машинной графики, тем более что все современные  языки программирования включают в себя элементы Лого - графики.

    Лого  объединяет в себе черты многих языков программирования, Изучение Лого как начального языка значительно облегчает дальнейшее обучение профессиональных языков программирования.

    Так же, как и школьный алгоритмический  язык, Лого является интерпретатором, обеспечивающим диалоговый характер общения с пользователем, превращающим компьютер в мощный калькулятор в режиме непосредственных вычислений. Структурное построение программы роднит Лого и Паскаль.

    Ни  для кого не секрет, что сегодня  гипертекстовые системы есть нечто необычное. В среде ЛогоМиры гипертекст дает возможность просматривать «мультфильмы», отвечать на вопросы, не только получать, но и создавать информацию, дают возможность быть активным, действовать самостоятельно.

    Объектно-ориентированный  подход (ООП) [6] является одним из наиболее эффективных и удобных средств, используемых сегодня. Окружающий нас мир состоит из целостных объектов, которые обладают определенными свойствами и поведением. В технологии объектного ориентирования объекты сохраняют свою целостность, все свойства объекта и его поведение описываются внутри самого объекта. Объектами ЛогоМиров являются рисунок, текст, бегунок, кнопки и т.д. В системах объектного - ориентирования обычно используется графический интерфейс. Появляется возможность создавать объекты, задавать им свойства и поведение с помощью мыши. Объектно-ориентированное программирование - это создание приложений из объектов, подобно тому, как из блоков и различных деталей строятся дома.

    В ранних версиях языка мы имели  черно-белый экран, одну треугольную черепашку и англоязычный вариант записи команд для нее. В настоящее время самой популярной в России версией Лого для компьютеров ШМ является система Logo Writer. Эта система двуязычна - можно использовать как русские, так и английские имена команд. Программная среда ЛогоМиры обладает широким спектром возможностей. Даже по сравнению со средой LogoWriter для IBM PC ЛогоМиры явно выигрывает. Здесь есть встроенный графический редактор, позволяющий нарисовать пейзаж (мир), в котором живет черепашка. Поле Форм содержит много красочных, а не контурных форм. Некоторые формы представляют фазы движения одного объекта и могут быть использованы для создания мультипликационных сюжетов. Мир черепашки можно заполнить звуками. Встроенный Музыкальный редактор позволяет записать любую мелодию и, сохранив ее под каким-нибудь именем, пополнить тем самым словарь черепашки. Исполнение мелодии можно поручить одному из шести музыкальных инструментов: пианино, скрипка, арфа, бутылка, ксилофон, орган. Кроме того, есть возможность озвучить черепашку системными или записанными с микрофона звуками.

    Есть  огромное множество задач, которые  можно решать при помощи Лого. При работе в среде ЛогоМиры круг задач существенно расширяется. Кроме традиционного круга задач учащиеся способны принять участие в разработке обучающих проектов, наподобие всем известной «Роботландии». И эти проекты, довольно просто реализуемые в ЛогоМирах, можно использовать для уроков развивающей информатики в младшей школе.

В заключение приведем аргументы в пользу ЛогоМиров:

    -ЛогоМиры  удовлетворяют требованиям начального  языка программирования;

• ЛогоМиры являются пропедевтикой языков программирования;
• Философия ЛогоМиров - истинное достижение в методике обучения;
• В среде ЛогоМиры можно работать с гипертекстом;
• ЛогоМиры - объектно-ориентированная среда;

    -ЛогоМиры  включает в себя одновременно  графический, текстовый и музыкальный редакторы.

    Кроме того, обучение в среде Лого вызывает у учащихся повышенный интерес к предмету, развивает математическую интуицию и геометрические представления, является своеобразным математическим тренажером, формирует алгоритмический и комбинаторный типы мышления.

    При введении ЛогоМиров в курс информатики  преследуются следующие цели:

1. Пропедевтика основных понятий базового курса информатики.
2. Развитие операционного мышления.
3. Развитие творческих способностей при конструировании.
4. Развития самостоятельной познавательной деятельности

Задачи:

• научить создавать и редактировать графические изображения;
• изучить технологию создания, просмотра и редактирования текста; 
  -подготовить   учащихся   к   изучению   таких   понятий   базового   курса

информатики, как: процедура, ветвление, цикл, файл, создание объекта, виды объектов и их свойства;

    -осуществить  помощь ученикам в создании  проектов в среде ЛогоМиры по различным темам с привлечением учителей-предметников.

    При изучении ЛогоМиров по методике Пейперта основной формой организации учебной деятельности учащихся является проект. Главная цель проекта - создание законченного фрагмента. Основным методом является исследовательская деятельность, направленная на развитие познавательных интересов, на развитие творческих способностей ребенка. Ребенок учится анализировать учебную проблему, ищет пути исправления собственных ошибок и, как следствие, создает собственный проект. На уроках информатики применяются как индивидуальные, так и коллективные проекты. В коллективном проекте учитель имеет возможность дать более слабым ученикам задание попроще, не обижая детей и предоставляя им возможность активно реализоваться в общей работе. В тоже время творчески активные дети могут не только делать более сложные элементы, но и создавать по несколько элементов, или, закончив свою работу, помогать товарищам, у которых что-то не получается. Ведь здесь все делают одно общее дело, а значит, заинтересованы в выполнении не только своего задания - это важный воспитательный момент коллективного проекта. Далее работа проходит по следующему плану: