Рейтинг@Mail.ru

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МЕЖПРЕДМЕТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЫ

Цветкова Марина Серафимовна

профессор Российской Академии Естествознания, к.п.н., доцент, почетный работник образования, эксперт ЮНЕСКО, зам. генерального директора издательства БИНОМ. Лаборатория знаний, директор Методической службы БИНОМ

Проблема информатизации начального образования стала наиболее проявляться в последние годы, в связи с возникшим ощутимым несоответствием между невысоким уровнем информационной активности детей начальной школы и востребованностью информационных знаний и навыков информационной деятельности учащихся средней школы для успешного обучения и самообучения с использованием новых информационных технологий, которые обновляются значительно быстрее образовательных методик. История развития области информатики в школе уже насчитывает почти 25 лет, в то время как активное и повсеместное внедрение базовой информационной грамоты, в неразрывной связи с грамотой письма и счета, так пока и остается в стадии апробации. Этот срок чувствителен для детей, которым средняя школа предлагает компьютерные технологии и коммуникации уже как очевидную необходимость. Можно оправдать состояние проблемы экономическими трудностями и неравномерностью технического вооружения, но вот отсутствие методик формирования информационной активности младших школьников заставляет задуматься о торможении в ближайшее время в решении вопроса информатизации школьного образования вообще. Информатика, выступая в роли метапредмета, объединяющего всю область начального образования и переводя ее на новый качественный уровень познавательной деятельности, требует внедрения в начальной школе образовательных методик и программ обучения по информатике, имеющих гибкие возможности адаптации к конкретному педагогическому процессу и детскому коллективу в неразрывном единстве мышления и опыта.

1.1. Исследование практики внедрения процессов информатизации в начальное обучение

Формы информатизации столь же разнообразны, сколь сами информационные технологии. Однако можно говорить о сформированных направлениях, нашедших свое отражение в Федеральном государственном образовательном стандарте:

Участниками Московского семинара ИТО уже были предложены новые взгляды на организацию развития данных направлений обучения информатике в начальной школе, например такие:

Если рассматривать проблему информатизации начальной школы с позиции ее вариативности, предложенной в новом учебном стандарте, то можно классифицировать основные существующие наработки и тенденции в российской школе. Используя основные направления развития области информатики и ИКТ, предложенных в проекте образовательного стандарта и разработки специалистов и учителей, пропедевтический курс информатики уже сформировал такие направления, которые по времени внедрения распределились следующим образом:

Такое формирование направлений информатизации начального обучения было продиктовано техническим оснащением и аппаратно-программными возможностями новых средств обучения. По каждому из этих направлений на настоящее время уже создана библиотека методических пособий, поурочных курсов, компьютерных обучающих сред. Так, первый учебник информатики А.П.Ершова 1985 года развивал концепцию «машинного» стиля мышления, обусловленную компьютеризацией учебной деятельности, и основывался на идее «перехода в информатику от математики через понятие алгоритма». Он показал широкие интеллектуальные возможности новой технологии обучения как способа формирования «способности к рассуждению, обучению, действию». Первичный подход к компьютерному обучению младших школьников так же был осуществлен с помощью алгоритмического знания, основанного на изучении простейших возможностей программирования в алгоритмической среде (ЛОГО, Бейсик).

 Все вместе эти экспериментальные работы практически определили основные методические подходы в обучении информатике в начальной школе, хотя многие из методик являются редуцированными (бескомпьютерными). Каждая линия, развиваясь, определила положительные и отрицательные тенденции. Так математическое и логическое направления имеют иллюстративную настольную поддержку (тетради для учеников), ориентированную на бумажные носители, что несомненно уже дало свой вклад в развитие новых обучающих методик, но требует перевода учебной деятельности в электронную среду. Сразу же возникает проблема эргономичности такого обучения по электронной тетради или в электронном практикуме для младшего школьника.

Прикладная линия, как наиболее компьютеризованная, полностью зависит от технического оснащения учебного процесса, что затруднительно для многих школ России, и также требует серьезного изучения проблемы воздействия компьютерной деятельности на психику ребенка 6-10 лет. Прикладная линия развивается на основе концепции В.Ф.Шолоховича о «компьютерном всеобуче» при наличии необходимой технической базы. Суть ее в том, что «компьютер для учащегося – рабочий инструмент, используемый в различных сферах деятельности». В этой концепции наиболее точно проявился дуализм информационной деятельности, как мыслительного и практического знания, и соответствие между двумя составляющими выразилось в создании и развитии системы «непоставленных задач», суть которой – моделирующее мышление, как дальнейшее развитие «машинного» стиля мышления, предложенного С.Пейпертом.

Предметная линия, пожалуй, становится на сегодня самой востребованной в начальной школе, поскольку обладает огромным потенциалом развития, подхватывая буквально на лету все новации в ИКТ, а также создающее очень комфортную конструктивную образовательную среду, любимую всеми детьми – экспериментальную лабораторию. В Москве уже существует дистанционная библиотека предметных проектных работ, представленных школами города по электронному адресу с общим названием «Находки» (http://www.school.edu.ru/nahodki/datarus.html). Предметная исследовательская деятельность тогда несет в себе положительное начало, когда опирается на детское творчество. Но нередко компьютеризация предметной деятельности подменяется мультимедийными просмотрами, созерцательно-познавательной деятельностью, которая интересна благодаря визуальным эффектам иллюстративности, фактически становясь полезным развлечением. Поэтому наиболее эффективными в предметной линии информатизации стали моделирующие среды, позволяющие макетировать сформированную проблемную модель по предметному эксперименту: «Живая физика», «Живая геометрия», «ЛогоМиры», и др. Именно такие интегрированные конструктивные комплексы получили название проектного обучения, то есть обучения с использованием проектировочной деятельности. Они формируют единое школьное пространство, ресурсами которого является не только компьютер, но все средства информационной деятельности человека. Однако, возникает вопрос о необходимости целостного использования проектировочной деятельности, как мощного способа познания, а не фрагмента повышения эффективности узкой части учебной деятельности в отдельной предметной области. С этой позиции роль проектного обучения станет значительно шире «конструктивистского подхода», если рассмотреть его применение в концепции развивающего обучения, с одной стороны, и социального заказа на формирование «новой грамотности», с другой. А.Л.Семенов и другие развивают этот подход в понятии «информационного пространства», суть которого в компьютеризации всей учебной деятельности ребенка благодаря достижениям в сфере компьютерных, коммуникационных, цифровых и презентационных технологий. Однако к такой широкой информационной деятельности ребенка нужно готовить заранее, наряду с традиционной элементарной грамотностью, предоставив ему новые эффективные способы познания, которым является проектировочная деятельность в единстве мышления и опыта. Необходима систематизация опыта использования проектировочной деятельности в соответствии с содержанием образовательной области «информатика», формирование структуры проектировочных заданий по уровням сложности, формирование сценария проектировочной задачи. Анализ опыта разработки «опережающих заданий», алгоритмических задач, «непоставленных задач», дополнит структуру проектировочных заданий, которые позволяют объединить умственную и практическую составляющие в единый процесс познания.

Подводя итог анализа разработок в области информатизации в начальной школе, можно сказать, что проектировочная деятельность, направленная на информатизацию начального обучения должна и способна решать задачи:

Разнообразие разработок в области информатизации начальной школы было определено качественно новыми требованиями к начальному обучению – не как ранжированно-накопительному, а как развивающему, многоуровневому. Опыт информатизации российских школ проявился в интеллектуализации обучения, основанном на моделирующем стиле мышления, реализующем идеи Л.В.Занкова, Д.Б.Эльконина, В.В.Давыдова, Ш.А.Амонашвили опережающего, развивающего, ассоциированного в общей системе знаний гуманного обучения. Знание у ребенка должно формироваться ненасильственно, но систематично, целостно и увлеченно, в начальной школе все должно быть открытием, полученным в творческой самостоятельной деятельности, тогда знание останется навсегда. Продолжая начинание Дж.Дьюи, В.Килпатрик, С.Т.Шацкого, С. Френе, обучение на основе проектировочной деятельности в системе новых технологий, «позволит достичь в учебном коллективе единения, которой рождает культуру труда, органично связывает учебу с творчеством и создает гармоничную личность». Можно представить структуру организации межпредметной проектировочной деятельности схемой, в которой наблюдается, что ИКТ, развивающееся по методу проектов, выбрано как основание интегрирования предметов, поля предметной деятельности, – как окружение в интегрированном поле обучения, вектора зон ближайшего развития – как реализация пронизывающего принципа развития ИКТ в системе учебной деятельности ребенка. Если за основание интегрированного обучения выбрать метод развития моделирующего мышления, то данная схема отразит структуру развивающего обучения (рис. 1). Таким образом, можно убедиться, что структура развивающего обучения взята за основу межпредметной проектировочной деятельности как пути информатизации начального обучения.


Рис. 1. Пронизывающее интегрирование на основе ИКТ

Структура педагогического сотрудничества, предложенная И.Я. Лернером, представлена схемой (Рисунок 2)[52] и отражает современный социальный заказ в содержании образования, однако не учитывает обратной связи учитель-содержание образования, которая позволит сделать структуру динамично обновляющейся. Возникает вопрос, как реализовать эту связь.

Рис. 2. Педагогика сотрудничества по Лернеру И.Я.

В период информатизации общества это сотрудничество приобретает более емкий характер, в нем содержание образования наполняется новыми информационными технологиями, и формируется ассимилированный информационный ресурс образования. Рассматривая структуру проектировочной деятельности, предложенную еще в начале 20 века Дж. Дьюи (рис. 3), обратим особое внимание на выявление именно информационной составляющей в содержании образования, не актуализированную до настоящего времени, задолго до компьютера определившую основу информатизации обучения.

Рис. 3. Структура сотрудничества по Дж.Дьюи в интеграции полей деятельности

Такая структура реализована В. Килпатрик в проектировочной деятельности, суть которой он определил как «целесообразную деятельность», направленную на развитие личности, на широкие границы, «зоны интересов», позволяющие пролонгировать период интересов личности. Сопоставляя структуры интеграции полей деятельности на основе информационных технологий (рис. 1, рис. 2, рис. 3), можно сделать вывод, что структуры «учитель-ученик-содержание образования» и «учитель-ученик-компьютер» можно объединить в систему педагогического сотрудничества средствами проектировочной деятельности и благодаря достижениям культуры они выражаются структурой «учитель-ученик-информационный ресурс». В понятие информ-ресурса входят содержание образования в ассимиляции с достижениями новых информационных технологий при активном воздействии участников педагогического сотрудничества на информационный ресурс! Можно дополнить схему содержания образования как ядро, входящее в социальное окружение в сфере образования, определенное уровнем развития науки и культуры:

Итак, анализ разработок в области информатики позволил выявить перспективную линию информатизации начальной школы – межпредметную проектировочную деятельность на основе ИКТ, в которой интерес к учению, самостоятельность в приобретении и презентации знаний в виде продукта творчества выводится на ведущее место. Мотивация в таком обучении – «это все, сама жизнь» (С.Френе).

1.2 Межпредметный практикум в информатизации начального обучения зарубежных школ

Концепция информатизации обучения в зарубежных школах, опирающихся на государственное техническое оснащение и его обновление, изначально выдвинула принцип компьютеризации деятельности учащихся, причем на базе интеграции предметной деятельности (предметных практикумов). В работе Беверли Хантер «Мои ученики работают на компьютере» концепция компьютерной грамотности, как обобщение деятельности учителей Америки, основывается на принципе равноправного доступа к образованию. Поэтому компьютеризация школьного обучения изначально рассматривалась как процесс, охватывающий все возрастные группы, как актуальная необходимость адаптации школы к компьютерному веку.

 Особую роль концепция компьютерной грамотности отводит принципу интеграции информатики во все образовательные области школы: лингвистическую гуманитарную, техническую, эстетическую, социологическую, естественно-научную.

Именно интегрированный подход позволил сместить акценты в обучении информатики с компьютерных технологий на информационные технологии, то есть сделать компьютерную грамоту средством для достижения цели, а не целью обучения. Тогда ученик получает динамичное знание, которое он сам сможет обновлять, идя в ногу со временем, а не догоняя его при очередных новациях ИКТ. При таком подходе и методическая поддержка и учебные пособия не будут безнадежно устаревать, прежде чем появятся на столе ученика. Смысл компьютеризации обучения не в том, чтобы все ученики выбрали компьютерный профиль работы, а в том, чтобы обеспечить успешность личности в творческом самовыражении. Особенностью развития концепции компьютеризации в западной школе является ее структурная направленность по шести выделенным линиям в рамках компьютерной грамотности:

Перечисленные направления были предложены в качестве конструктора по информатике, в котором можно формировать те или иные направления и курсы информатизации обучения согласно требованиям школы. Эта идея позволила сформировать единую среду информационного обучения школьников, непрерывно от младшего до старшего возраста и послужила основой формирования проектного обучения в интеграции с предметными областями на протяжении всего курса информатики. Конструктивизм в информатизации обучения в западной школе показал необходимость компьютеризации не только деятельности школьника, но и формирования у него иного мышления. Б.Хантер называет его алгоритмическим, что в дальнейшем развитии информационной культуры потребует осмысления алгоритмизации мышления как необходимости в успешном образовательном процессе. Конструкторские обучающие системы в современном представлении уже получили свое название – проектное обучение. Их история прослеживается с конца 19 века, заложенная педагогикой прагматизма (прогрессивизма). Ее лидер Джон Дьюи разработал принципы деятельностного обучения. Они потребовали иного взгляда на ученика. «Ребенок – точка, центр и конец всего-. Особую роль приобретает технологическое обучение. Оно должно стать «центром, вокруг которого группируются научные знания». Американские педагоги В. Килпатрик, Е. Паркхерст, проводили идеи Дж. Дьюи в конструктивном обучении, методе проектов. За основу интеграции полей учебной деятельности Дж.Дьюи, В.Килпатрик брали деятельностный инструментальный подход, или технологические средства обучения. Однако проблема соотношения мыслительной и операциональной деятельности в проектной работе (Дальтон-план) и сегодня остается актуальной.

 С позиции концепции Б.Хантер проектировочная деятельность – это компьютеризация эксперимента. Информатика без компьютерной поддержки теряет свою значимость. Однако опыт Г.Шаррельмана, полученной еще в начале ХХ века, поражает своей интегративной динамичностью в формировании связей учебной деятельности с информационным ресурсом того времени в рамках проектировочной деятельности: «День рождения», «Путешествие в Шанхай», «Моментальная фотография». Он использовал достижения фотографии, полиграфии, развитие почтовой связи, телеграф. Интересен опыт Новой школы С.Френе, полученный в 40-50-е годы и реализующий его концепцию «комплекса интересов» воплотил методику информационно-предметного практикума, продемонстрировав ее в докомпьютерное время. Интегрированная учебная деятельность развивалась на основе определенного предмета (например, словесности) средствами новых на то время информационных технологий (машинопись, минитипографии). Его выводы востребованы сегодня, и мы видим их отражение в концепции Б. Хантер. Массовая школа должна соответствовать эпохе новых открытий, должна готовить ребенка к жизни, ориентировать его на потребности и запросы современного общества – убеждает С. Френе. Его принцип о необходимости создания и использования новых средств обучения и воспитания лежит в основе современного проектного метода обучения. Например, «Школьная типография» является настоящим технологическим проектом в предметном поле словесности, которая, в свою очередь, строится у С.Френе на проектировочной деятельности «Свободных текстов». Доминантой в трудовом обучении С.Френе, которое сейчас можно назвать проектным обучением, выступает очень важный аспект – самопланирование деятельности каждого и кооперативные формы организации деятельности. Причем принцип самопланирования представлен по двум векторам развития: восходящему от одного ученика к работе всего коллектива, и нисходящему, от коллективной спланированной деятельности педагогов в школе к индивидуальному планированию учеником его труда. Без такой организации деятельности невозможны нынешняя ассимиляция учебных полей, развитие личности ребенка в его межпредметной деятельности, тем более с использованием компьютерных технологий, требующих информационно-творческой активности. Нельзя останавливаться на достижениях отдельных конструктивистских сред программирования (в основе своей – чертежных) [Рисунок 4(б)]. Интересны находки в области межпредметного практикума для школьников с использованием моделирующих компьютерных сред (это комплексы по физике, астрономии, геометрии). Пока мы наблюдаем лишь предметную компьютерную поддержку в обучении традиционной грамотности в начальной школе, не требующей от младшего школьника комплексной межпредметной деятельности, но активизирующей информационную составляющую познавательной деятельности, благодаря компьютеру (рис. 4(а). Таким образом, наблюдается два структурных подхода в организации межпредметного информационного практикума: на основе предметной деятельности в окружении информационных технологий (например, информационная образовательная среда начальной школы www.nachalka.info , др.) и на основе конструктивной компьютерной (информационной) образующей в предметном обучении (например, компьютерная программная среда ЛОГО интегрированная с конструкторско-технологическим комплектом ЛЕГО) с предметным окружением в информационном поле деятельности.

Думается, что второй подход можно назвать информатизацией в узком смысле, так в нем наблюдается локализация предметов внутри ресурса, содержание образования расчленяется на отдельные компоненты, погруженные в информ-ресурс обучения. Вектор развития задается не темпом развития информ-ресурса образования в широком смысле, а темпом обучения предметам школьника по мере встраивания предметной деятельности в информ-ресурс. Второй подход не использует широкие возможности информ-ресурса образования в контексте его развития в информационном обществе, продолжая традиционное накопительно-последовательное предметное обучение, правда на основе информационных технологий, то есть обновляя портфель инструментов познавательной и учебной деятельности школьника, но не встраивая новую информационную культуры в процессе обучения и познания.

Рис. 4. Межпредметное интегрирование с ИКТ (а). Конструктивистское интегрирование предметов с ИКТ (б).

Первый подход – организация обучения всем предметам в информационной среде на основе использования информационных ресурсов образования на регулярной основе можно назвать информатизацией в широком смысле в контексте органичного формирования новой информационной культуры детей. Информатизация предметной деятельности младшего школьника повсеместно нашла свое выражение в компьютерной поддержке формирования традиционной грамоты выпускника начальной школы – письма, счета, рисования, которые могут развиваться по схеме межпредметного интегрирования информационных компьютерных технологий инструментами интерактивных информационных технологий, мультимедиа, видеотехнологий с обратной связью, электронных книг, гипертекстовых сред, сайтов образовательного назначения, электронных дневников и сред организации электронного портфолио, образовательных и культурно-познавательных детских социальных сетей, интернет-конкурсов и олимпиад, дистанционных средств обучения. Особое внимание уделяется развитию аспекта наглядности и интерактивности (обратной связи в реальном времени) в таких обучающих программах информационно-предметной направленности. В настоящее время это направление цифровыми образовательными ресурсами Единой коллекции, сайтами для детей начальной ступени обучения, медиаресурсами, предлагаемыми различными компаниями. Важным остается вопрос о полноте содержания, об интерактивности среды, о продуктивной деятельности ребенка в среде. Эксперимент с формой, цветом, размером объекта, его ориентирование на плоскости и в пространстве, эксперимент со звуками и их характеристиками словами и тестами, алгоритмами и вычислениями, моделирование в виртуальных средах функционирования процессов и явлений, среда для фиксации, сбора и анализа данных наблюдений и опытов позволяет детям формировать общее представление о принципах компьютеризации деятельности, на которых построено их дальнейшее вхождение в мир цифровых технологий и «виртуальной реальности» в следующей ступени обучения в средней и старшей школе. Формирование основ информационной деятельности является очень важным для начального обучения, поскольку создает условия развития у ребенка равновесия между видами мышления, присущему младшему школьному возрасту: от действенного к образному, от образного к логическому, понятийному и далее от понятий к новой реальной деятельности.

Развитие образного мышления средствами компьютерной визуализации позволяет стимулировать логическое мышление, то есть ребенку требуется оценить созданную им образную модель по количественным характеристикам (масса, размер) и качественным (цвет, форма) уже мысленно, в режиме прогноза, устанавливая связи между объектами. Принцип наглядности новых средств обучения приобретает ведущее значение и требует формирования у ребенка основ визуального восприятия, как составляющей информационной активности.

 2. Возможности использования проектировочной деятельности в пропедевтическом курсе информатики

Особенностью методики обучения информатике на основе проектировочной деятельности как целостного учебно-воспитательного процесса является установление межпредметных связей, что позволяет сформировать устойчивое развитие информационной активности учащихся для их дальнейшего успешного вхождения в глобальное учебное полипредметное пространство в условиях информатизации образования. Гибкость проектного обучения заключается в адаптации к конкретному учебно-воспитательному процессу.

Дуализм проектировочной деятельности

Проектировочную деятельность возможно представить как систему обучения, основанную на двух переходах:

Первый переход предлагается осуществлять на основе структуризации мышления путем овладения информационными законами отображения конкретного в абстрактное, можно назвать его информационно-теоретическим, а второй переход материализации модели воплощается в планировании операциональной и интеллектуальной деятельности, можно назвать его инструментально-практическим

Исследуя основы метода обучения моделированию, можно выделить следующие понятийные категории:

Эти составляющие моделирования соответствуют понятию идеальной модели проекта – артефакту, составляющими которого являются конструкты, качества конструктов и причинно-следственные связи обобщений между конструктами.

Информационно-теоретическую составляющую проектировочной деятельности, возможно, обобщить в таблице информационных примитивов, которые назовем опорными точками моделирования.

Инструментально- практический переход реализуется на основе опорных точек макетирования, которые имеют как материальное так и компьютероное представление. Таким образом, опорные точки проектировочной деятельности являются интеллектуальными и материальными средствами реализации проектирования в информационно-учебной деятельности.

Опорные точки информационно-теоретического перехода

Алфавит видовой информацииЭлектронный аналог
формализованныйчувственныйкомпьютерный
Изображение
Точка
Отрезок
Многоугольник, треугольник, прямоугольник
Круг, овал
Кривая линия
Цвет
Рисунок
Инструмент рисования
Линейка
Угольник
Циркуль
Лекало
Краски, цветная бумага
Графические среды
растр, пиксель
вектор, линия,
геометрический шаблон
шаблон: круг-овал
кривая, дуга
фон,палитра,расцветка
Символьный набор
Символ
Слово
Текст
Текст
буква
слово речевое, письменное, печатное, книга
Лексические среды
Клавиша, символьные данные
Слово, строка, абзац, блок
Численное представление
Цифра
Число
Операция
пальцы, счётные палочки, запись числа
цифра
число
счёты, калькулятор
Вычислительные среды
Символ
Числовые данные
Формула
Звуковой набор
Сигнал
Нота
Мелодия
Длительность
звук
специальный звук или набор звуков
нота - отдельный звук
музыкальные инструменты и голос
ритм
Музыкальные и речевые среды
шаблон звуковой
звуковые данные
нотный текст
синтезатор звука
фонограф
длительность вывода на динамик
Команда действиеПлан
сюжет
сценарий
алфавит
технологическая карта
Программа
маршрут компьютерной инструментальной деятельности
движение по меню
движение по информационному дереву

Опорные точки инструментально-практического перехода


          
Традиционный портфель                     Компьютерный портфель
учебно-познавательной деятельности
Ручка                     клавиатура
Карандаш                     мышь
Визуальное пособие                     монитор
Библиотека, книги                     эл. книги,
Счеты. калькулятор                     компьютерный калькулятор
Ластик                    клавиши-стерки
Ножницы                     вырезать
Копирка                     копирование фрагментов
Линейка                     прямая линия
Клей                     вставить
Замазка                     вставка, удаление
Циркуль                     шаблон-форма
Калькулятор                     калькулятор, формула
Часы, будильник                     программа - будильник
Тетрадь                     файл, распечатка
Цветная бумага                     фон экрана, распечатка
Учебники                     электронные учебники, сайты
                     интерактивный диалог
Дневник электронный дневник
Альбом, фото           мультимедиа, цифровое фото
Видео                     цифровое видео
Почта                    электронная почта
Телефон                    IP телефония, чат, форум

Исследования различных СНИТ (средств новых информационных технологий) показывают, что в начальной школе они получили уникальную возможность – соединение традиционных и компьютерных учебных средств в единый комплекс моделирования и макетирования. Это свойство в настоящее время имеет тенденцию бурного развития в информационно-учебной деятельности детей. Но необходимо отметить, что проектировочная деятельность основывается на непрерывной и систематичной взаимосвязи в моделирующей и процессуальной деятельности с использованием СНИТ, традиционных и новых, причем в их еще более тесном взаимовлиянии в дальнейшем развитии ИКТ. Однако в настоящее время наблюдается отрыв этих двух учебных сред деятельности по двум составляющим: либо предлагается только теоретическое информационное содержательное наполнение курса информатики в начальной школе, так называемая математизированная информатика, либо только так называемая компьютерная грамота – умение работать на компьютере, то есть обучение информатике в начальной школе представлено либо информационно-теоретическим переходом, либо инструментально-практическим. Такая оторванность в содержании обучения нарушает принцип единства и общности обучения, что влечет деформацию в учебной деятельности ребенка, либо, не подкрепляя теоретическую составляющую активным информационным практикумом, либо акцентируя внимание только на тренировке практических навыков работы с устройствами не развивая моделирующее мышление.

Принципы построения дерева проектов

Электронные средства информационной деятельности человека, в том числе и в обучении, имеют концептуально новые принципы работы, невозможные в реализации без информационной активности обучающегося. В первую очередь, это динамичность информационных структур в процессах доступа, преобразования и выборки информации, во-вторых, это визуализация результата информационно-исследовательской деятельности ребенка, в- третьих – предоставление инструментов достижения оптимального результата деятельности, или маршрутизация учебной деятельности. Основные информационные законы, на которых построены компьютерные технологии, имеют конструктивно-аппаратные корни и психолого-алгоритмические истоки. Они-то и становятся системообразующей основой информационной грамотности в среде проектировочной деятельности.

Первый этап формирования информационной грамотности ребенка начинается еще в дошкольном возрасте и направлен на открытие ребенком в себе собственных информационных возможностей, их оценки и выработки желания пользоваться ими и совершенствовать. Можно сказать, что ребенок учится адаптироваться к конкретной информационной обстановке, включая те или иные информационные каналы (речь, звуки, музыка, ощущения, пространство и форма, цвет, размер, эмоции, память, время, ритм, др.), регулируя их активность. На основе развития чувственного восприятия информации строится второй этап информационного обучения в младшем звене школы, цель которого – знакомство с основными законами сбора, обработки, хранения, поиска и передачи информации и включения их в план своей конкретной деятельности, а также важные аспекты выбора и сортировки информации, анализа видов информации, отображения и подобия информационных видов, необходимых для воспроизведения информационного продукта человеком, презентации своего решения. Поэтому третий этап формирования информационной грамоты обращен к развитию аналитического мышления ребенка. Для этого требуется знакомство с информационными структурами и законами сортировки, анализа и синтеза информационного потока.

Таким образом, выявлены три уровня проектировочной деятельности в начальной школе: первый – структурно-познавательный (микропроект), второй – планирующий (минипроект) и третий – синтезирующий (базовый проект). Их применение и конкретное наполнение в задачах представлено автором в курсах по микропроектированию (в картах проектирования Робот-Вопросик), мини проектированию (в картах проектирования ТИМКА4) и базовому проектированию (ТИМКА5-6).

2.1. ПКП - реализация учебного стандарта по информатике

Пакет карт проектирования (ПКП) можно предложить как вариацию в области методики преподавания информатики – «грозди» проектов для обучения. В первую очередь, ПКП представляет собой методический и дидактический сборник для учителей и учащихся младшего звена. Именно неразрывное соединение этих двух составляющих даст возможность не только мастеру, но и ученикам стать реальным соучастником познавательной работы в мастерской информационного моделирования. Процесс обучения информатике должен быть средой - помощницей в овладении учениками всеми предметами с помощью новых компьютерных инструментов, причем они должны стать привычными и необходимыми в работе, став альтернативой традиционным. Каждый ученик вправе выбрать для себя инструменты познания, предложенные им в обучении. Можно сказать, что ПКП являются обучающим конструктором, основанном на моделировании и применении компьютерного инструментария. Каждый проект имеет свое информационное предметное насыщение – полюса проектирования (предметы), что в итоге выводит ученика из последовательного накопления знаний по различным предметам к комплексному взаимосвязанному проектному обучению на уроке информатики по выбранным учителями направлениям. Оформление проекта по карте-сценарию имеет различную материальную реализацию: в прикладном материале с дальнейшей оцифровкой изображения и доработкой в электронной среде, в приборном лабораторном комплексе с разработкой программ управления или обработкой результатов эксперимента в прикладных программах, формирование пояснительной записки, использование архивов – библиотек бумажных и компьютерных, верстка, презентация.

Проектировочная деятельность в обучении информатике за все годы даст целостную картину изучения проблемы и объединит знания ученика в единой исследовательской работе. Если сориентировать ученика на проблему, в которой необходимо изучение и демонстрация различных знаний по предмету, то итоговая работа покажет спектр основных знаний ученика и приучит ребенка самостоятельно ориентироваться в современной информационной образовательной среде, подбирая и используя различные инструменты информационной деятельности и цифровые образовательные ресурсы в различных предметных областях.

Сценарий любой карты проектирования строится на трех ступенях обучения (пороги сложности):

В соответствии с прохождением ступеней (порогов сложности проектирования) учеником ему начисляется суммарный бал и выставляется оценка.

Содержание уровней проектирования отражает структуру проектирования, выявленную и взятую за основу из концепции Щедровицкого Г.П. и Раппопорта А.Г. деятельностно многоплюсного проектирования. Матрица планирования с точки зрения проектировочной деятельности представляет собой «сетку связей»

2.2. Сценарии проекта по уровням деятельности

Микр проект (структурно-познавательный уровень) предназначен для ознакомления с проектной деятельностью в 1-2 классах, то есть, его цель – научить ребенка проходить два этапа в деятельности: видеть или создавать модель решения задачи и оформить, показать это решение средствами первичного обучения информационным технологиям. Особую роль в микро проекте играет рисование, бумажный труд, запись цифр, букв, слов, в материальной части проекта и базовые понятия (информационные объекты) в модельной части. Задачами микропроекта являются обучение ребенка в любой предметной задаче уметь выделить информационную структуру: входная информация (дано), выходная информация (решение), алгоритм (модель) решения. Это в первую очередь простейшие компьютерные редакторские среды, среда Publisher MS, алгоритмическая среда «Виртуальные Лаборатории» в Единой коллекции ЦОР, логические игры на компьютере, открытая Интернет-среда поддержки предметного обучения www.nachalka.info и др. Отсюда возникает четыре уровня сложности (дифференциации) микропроекта:

Таким образом, реализуется трехступенчатая модель преодоления порогов сложности


Планирование курса представлено в виде карты страны Планирование курса представлено в виде карты страны Информатики (рис. 5).

Пакет Карт Проектирования «Робот Вопросик» развивается по семи тематическим модулям (рис. 5): река Электроники (состав компьютера), пристань Множеств, пристань Логики, пристань Алгоритмов, пристань Закономерностей, пристань Координатной сетки, и пристань Графики. Компьютерная поддержка – иллюстративно-игровая, представлена разделом Парк компьютерных игр, который дети «посещают» в конце каждого занятия на 10-15 минут согласно сценарию проекта. Таким образом, все микропроекты являются содержанием пяти пакетов карт проектирования в обучении детей – пяти полюсов проектирования и реализуют линии обучения информатике: информация, алгоритм, моделирование и компьютерные технологии.


Рис.5. Карта страны Информатика

ПКП «Компьютер» представлен темами блоков – река Электроники, острова ЭВМ и Внешних устройств, Парк компьютерных игр.

ПКП «Геометрическое моделирование» включает в себя темы Алгоритм, Координатная сетка, Графика.

ПКП «Числовое» и «Лексическое моделирование» – блоки алгоритм, закономерности, компьютерные игры.

 ПКП «Логические модели» – Множество, Логика и компьютерные игры.

Минипроект (планирующий уровень) предназначен для проведения межпредметного практикума с использованием инструментов проектирования в 3-4 классах. Это экспериментально-познавательная задача, акцент в которой смещен на процесс моделирования образа решения. Особое место в мини проектировании приобретает игровое действо, как начало моделирования игрового процесса, который в дальнейшем переносится, обыгрывает, на предметную среду.

Сценарий проекта строится из обучающей части, состоящей из комплекта микропроектов в конкретной видовой информационной среде (в том числе компьютерной программной): текст, число, графика, звук (один урок) и определяется множество информационных примитивов (алфавит игры) и их функциональных значений (стратегия игры – алгоритм). Далее по такой модели проводится макетирование с использованием различного предметного насыщения (например: линейная модель и игры-цепочки с буквами, числами, рисунками, например, ребусы; координатная плоскость – графическая модель, в географии, в лексике, в музыке, в технике и т.п.). Карта сценария мини проекта рассчитана на 1-2 урока, в результате чего ребенок создает по нему макет в материале и на компьютере простейшими инструментами меню в компьютерных конструкторах: конструкторско-игровых (например, графические редакторы, 3D редакторы, музыкальные редакторы, электронные таблицы, текстовые редакторы, а также комплексные програмные средства – Роботландия, ЦОР Единой Коллекции www.school-collection.edu.ru ) и алгоритмическо-инструментальных (например, ЛОГО, Free Basic, КуМир, Skretch, и пр.), а также открытая Интернет-среда поддержки предметного обучения www.nachalka.info. Основные задачи мини проекта – формирование ЗУН проектно-предметной деятельности. Форма мини проектирования – игры-конструкторы

Базовый проект (синтезирующий уровень) представляет собой полноценную карту проектирования, которую осваивают школьники в 5-6 классах. Фактически освоение базового проекта и является итоговой целью формирования информационной грамоты младших школьников. Цель проекта - введение ребенка в интегрированную информационную образовательную среду на основе самостоятельной продуктивной информационно-учебной деятельности детей. Часто базовый проект, как комплексная учебная форма, требует активного коммуникативного взаимодействия детей, поэтому выполняется бригадами из 2-5 человек, в том числе разновозрастными и самое главное, не ограниченными одной школой. Такие бригады в зависимости от тематики продуктивной проектной деятельности могут формироваться из разных школ региона и взаимодействовать с Интернете и с помощью видеосетей или систем удаленного присутствия. Причем возможна дифференциация работы учащихся по отдельному направлению в проекте для каждого ученика. Карта базового проекта строится по сценарию:

Задачи проекта: обучение комплексному моделированию, как сборке общей модели из минимальных, практикум в инструментах предметной материализации (запись мелодии, шитье, эскизное черчение, работа с бумагой, природным материалом, фото дело, видео съемка, оформительское мастерство, интервьюирование, запись заметок, сочинений, докладов, иллюстрирование сообщений) и аналогичную деятельность компьютерными инструментами в базовом компьютерном инструментарии по обработки текста, числа, графики и звука (редакторы) и элементарными инструментами управления информацией в алгоритмической инструментальной среде.

Основу обучения в средней школе составят именно базовые проекты, которые введут ребенка в основные ЗУН по ИКТ для среднего звена обучения.

Обобщенные цели проектирования по уровням и ступеням деятельности отражают концепцию рефлексии мышления Лернера-Щедровицкого.

  микропроект минипроект Базовый проект
Понятийная ступень Распознай знак Распознай множество знаков Распознай систему множеств

Репродуктивная ступень

 
Воспроизведи знак Воспроизведи множество знаков Воспроизведи систему множеств
Творческая ступень Сотвори знак Сотвори множество знаков Сотвори систему множества знаков

2.3. Регуляторы настройки ПКП

Настройку комплекта проектов на конкретный коллектив учащихся и информационные ресурсы обучения можно производить, используя полюса проектирования, ступени проектировочного задания и опорные точки переходов в проектировании.

Первым регулятором настройки ПКП предлагается выбрать сферу полюсов проектирования (видовых информационных потоков, а в дальнейшем и предметные области в их взаимосвязи) – регулятор полюсов проектирования (настройка на призвание по Маслоу). Вторым регулятором настройки можно назвать актуализацию доминирующих ступеней сценария проекта для конкретной группы учащихся – регулятор сценария карты проектирования (настройка на самоактуализацию по Маслоу). Ребенок выбирает в проекте свою зону ответственности по центрам интересов. Учитель может расширить круг проектировочных заданий в рамках актуализированных им ступеней развития проектировочной деятельности в зависимости от выбора детей, тем самым меняя сценарий карты проекта. Принципы построения проектировочного задания (опорные точки переходов 1 и 2, параметричность входного потока и многозначность выхода) позволяют выделить третий регулятор настройки проектировочной деятельности на конкретных участников проектирования – регулятор индивидуального порога сложности, (настройка диапазона развития по Блонскому П.П. или настройка опорных точек проектирования по Занкову Л.В.), который может варьироваться учителем благодаря выбору количества параметров, количества опорных точек и границ поля решений. Их выбор обуславливается также материальной, технологической и компьютерной поддержкой в рамках школьных информ-ресурсов. То есть ребенку предлагается тот или иной набор инструментов проектирования и шаблонов выполнения шагов проектирования (опор), которые помогут ему полностью справиться с выбранным этим ребенком сценария выполнения проекта.

2.4.Содержание проектировочных заданий по уровням дерева проектов

Матрица проектов

Модуль текст число графика звук класс
Микро-проект грозди проектов

Р

о

б

о

т

у

ч

и
Робот-буквоед Робот-орфограф

робот-счетчик

робот-исполнитель

робот-художник

робот-почтальон

робот-строитель

робот-путешественник

робот-конструктор

робот-инструмент

робот-музыкант

1-2

(1-3)

или

2-3

(1-4)

т

е

л

ь

Р О Б О Т - МЫС Л И Т Е Л Ь

Логическая грамота – информационное обобщение

Мини-проекты

т

и

м
Графика в играх  

3 или

4
Лексические игры  

Геометрические игры

Графические игры
Музыкальные игры 5
Проектная работа по моделированию лексич. игр Арифметические игры Проектная работа по геометр. макетированию и граф. моделированию   5-6
к Клавиатурный тренажер по слепой 10-пальцевой печати   Тренажер по слепому владению устройством мышь   5-6
а Базовое проектирование

Предметные обучающие мультимедийные среды и тренажеры

 
6
Обобщение: логические игры настольные и компьютерные 6

В плане показаны основные направления, по которым применяется эта методика. Каждый вид робота может реализовать задачи и из предложенных к обучению учебников, и в авторской программе, и в гибком комбинировании различных программ. У учителя появляется на несколько лет обучения стержень, объединяющий различные методики и формы обучения.

Сценарий проектировочной деятельности первого уровня в системе микропроектов «Путешествие Робота Вопросика в страну Информатики»

Микропроект, 1-2 классы

Уровень 1( 64 часа )

Вход – знак Модель Выход

Алфавит моделирования из любой предметной среды: число, буква, изображение, звук

Аналитическая деятельность

Сценарий

Алгоритм

Команда

План

Маршрут

Структура

Функция (правило работы)

Функциональное мышление

Макет в материале

Формальный макет

Описательный макет

Графический макет

Синтетическая деятельность

Смысл методики «Робот-помощник» состоит в обыгрывании учебных тем и задач на базе алгоритмизации и моделирования с использованием команд роботу. Виртуальный робот – плод воображения ученика. Но в него можно играть, выполняя любую задачу. Роботом может стать ученик, учитель и воображаемый исполнитель. Дети активно подхватили такую технологию обучения, легко воспринимают сложнейший материал по алгоритмизации и моделированию предложенных информационно-логических задач. Они дружны с роботом, не бояться творить, ошибаться, искать правильные решения. При этом снижается психологическая нагрузка, дети раскрепощаются, фантазируют, точно моделируют команды. Удается вывести решение задач на уровень псевдопрограммирования, что максимально приближает решение задач к компьютеризации.

Особая роль отводится роботу Вопросику, аналогу компьютера и режиму помощи в компьютерной программе, подсказки в программном обеспечении. Такой виртуальный друг помогает ребенку с первых шагов воспринимать компьютер как устройство – помощник с доброжелательным и доступным диалогом, помогающем в работе. Робот Вопросик знает о себе и своих инструментах все, в настольных модельных задачах он знакомит с ними в игровой форме с помощью роботов-специалистов, а затем предлагает соответствующий компьютерный игровой аналог. Структурное представление заданий с помощью Роботов-Инструментов является опорными точками проектирования.

Каждая тема-инструмент начинается с обсуждения поведения робота в ней, устанавливается алфавит команд и дети выбирают имя для робота (с подсказки учителя). Таким образом, пройденная тема фиксируется в сознании ребенка названием робота в ней и соответствующим инструментом обработки информации, настольным или компьютерным: Робот-Почтальон, Робот-Мыслитель, Робот-Буквоед, Робот-Конструктор и т.д. По желанию учителя можно добавить темы, смоделировав при этом соответствующего Робота-специалиста. Так, Робот-Счетчик поможет моделировать и решать прямые и обратные задачи с числовым информационным потоком. Мозг робота – процессор, экран – туловище. Слева – входная информация, справа – выходная.

Моделируя роботов по темам занятий можно усилить наглядность, структурировать знания детей, сформировать активность в применении информационной деятельности по любой предметной актуализации на уроках информатики. Рассмотрим несколько примеров карт микропроектов.

Рисунок 6. Карты микропроектов

Сценарий проектировочной деятельности второго уровня в системе минипроектов «ТИМКА3-4 классы»

Обучение информатике по курсу ТИМКА формирует у учащихся понятие информационных структур и моделей, поможет применять законы их моделирования в любой предметной среде, разрабатывать алгоритм моделирования.

ТИМКА: технологические игры – моделирование, конструирование, абстракция. Каково же место курса в стандарте обучения предмету в школе?

Интегрированный подход позволил охватить единой обучающей средой математику (моделирование), труд (конструирование) и информатику (абстракция, логика). Кругозор и практические навыки ребят расширяются с помощью математического моделирования информационных процессов в различных предметных приложениях с конструированием макетов в различных материалах. Возможность знакомства с информационной и технологической средой помогает ученику виртуально опробовать себя в предложенной учителем профессии – деловой игре. Это может быть театр марионеток (динамическая игрушка, прошлое и настоящее, абстрактный язык жестов), дизайн сцены (элементы монументального искусства, абстрактная декорация, традиции декоративного искусства, язык символов), «Дом моделей» (объемная кукла, моделирование манекена и костюма, культурные традиции в русском костюме, народное творчество на ткани, язык графики), аранжировка (понятие палитры, цветосочетаний, акценты, искусство составления букета, абстрактный язык цвета), фокусник (арифметические и лексические фокусы, самодеятельные игры с числом и словом), архитектор (макетирование плоских и объемных моделей построек, проект «Московский Кремль» и «Мой район», древние и современные традиции городского зодчества, макетирование из бумаги, гармония ландшафта и постройки, экология города). Новые информационные технологии: телевизионные, компьютерные, цифровые – позволяют развивать детское творчество в любой предметной среде, не используя традиционный учебник. Особенностью такого обучения является активизация структурного воображения и абстрактного мышления при комплексном развитии всех видов памяти. В отличие от компьютерной информатики, направленной на пользовательские навыки, курс ТИМКА направлен в первую очередь на формирование функционального мышления ребенка, его умение применять моделирующее мышление при обучении любому предмету, а не только получения конкретных прикладных навыков в определенной программной среде. Компьютер – наглядное пособие, позволяющее реализовать построенную модель. Все уроки строятся на творческой деятельности с бумагой, цветом, и привлечением материала в рамках технологии: ткань, нить, природный материал. Макет любой модели к уроку ребенок может выполнить самостоятельно, по разработанному им же на уроке алгоритму и реализовать его и в прикладном материале, о котором он узнает на уроках, посвященных реальной реализации данных моделей в труде, прикладном искусстве, в творчестве, в предмете деятельности.

Творческая заинтересованность детей и знание о способах реализации проектов позволяет достичь живого знания, которое можно активно реализовать в подобных процессах.

Предлагаемый модуль второго уровня (планирующий) является заключительным в обучении информатике в начальной школе и предназначен для 4 классов как курс информатики в интеграции с уроками труда. Цель курса – развить визуализацию и антиципацию информационной деятельности и подготовить детей к обучению информатике в средней школе и использованию новых информационных технологий в учебной, коммуникационной и профильной деятельности. Данный курс может быть внедрен как в компьютерном, так и в редуцированном варианте. Акцент в обучении сделан на следующие темы-«полюса проектирования»:

Методика обучения включает в себя актуализацию знаний предметной деятельности области труда (поделки из бумаги, рисунки, работа с разрезными и наборными мозаиками), развития речи (построение алгоритмов- сюжетов), математики и наглядной геометрии (геометрические формы, оси и центры симметрии, координатная плоскость, пиктограмма и таблица, точечный шаблон) по самостоятельно разработанной модели и маршруту его материализации, то есть доминируют задания третьей ступени сложности.

Предлагается деятельная направленность. Дети получают знания на основе собственного опыта, как бы открывая новые знания самостоятельно, а не получая их как аксиому для заучивания. Такая форма обучения обогащает урок трудом, что приводит к более ровным успехам в успеваемости даже «несильных» детей, хотя изучаемый материал имеет высокий коэффициент сложности. Цель учителя – сформировать основание информационной активности у детей, стремления проявления творчества в учебе: визуализацию и антиципацию информационно-учебной деятельности. Такой подход поможет осуществить предметные связи, внедрять получаемые навыки мышления в изучении других предметов, что является стержнем современного обучения в школе.

Соприкосновение детей с графикой и алгоритмом в режиме игр, возможность создать и увидеть динамику задачи, оживить ее путем выбора цвета, формы, размера и движения, открывает перед детьми закулисье мультипликации, подводит их к самостоятельному выводу о геометрических примитивах. Ребенок учится анализировать изображение, выстраивать алгоритм его создания с помощью этих примитивов. Для этого активно используются логические и графические задачи, такие как:

В компьютерном классе особое внимание учитель должен уделить времени работы за ним детей, предусмотреть эту работу в рамках каждого урока (по 15 минут за урок).

Можно рекомендовать игровые части урока (компьютерные 20 минут) отводить и под программирование на языке Бейсик или ЛОГО в соответствии с регулятором порога сложности в данном полюсе проектирования. Можно предложить работу в среде графического редактора с использованием навыков работы с графической информацией: геометрическими и графическими примитивами, опорными точками моделирования и макетирования.

Контроль знаний ребят можно проводить в виде самостоятельных работ:

Даже небольшое задание делится на этапы, опорные точки, каждый из которых должен быть решаемым для ребенка.

В преподавании курса учителю понадобятся знания основ логики, пользовательские навыки работы с компьютером. Из пособий понадобятся перечисленные выше настольные игры и соответствующее программное обеспечение, а также цветная бумага, спички, геометрический материал, красочные открытки для разрезной мозаики, фломастеры и альбом. Особенностью курса является то, что ребенку не нужен учебник, так как он учится на собственной деятельности по сценарию карты проектирования.

Планирование занятий по курсу ТИМКА3-4 в уровне минипроектирования.

Планирование в уровне минипроектов «Бумажное конструирование и компьютере».

Все проекты поддерживаются работой в графической компьютерной среде (графические редакторы, конструкторские компьютерные среды, учебные и игровые редакторы мультфильмов).

1. Введение. СПИЧКА. Задачи со спичками. Плоское и объемное построение. Правильные угольники. Призма - колодец. Проект «Изба» 2 часа          

2. Сюжетные задачи. Выполнение изображения с помощью геометрических примитивов. Проект «Буратино» 1 час

3.ВОЛШЕБНЫЕ ФИГУРЫ. Квадрат. Ось симметрии. Центр квадрата, нахождение. Проект «Калейдоскоп»

 Круг. Способы построения окружности. Центр круга. Проект «Колобок» 2 часа

4. Движение фигур относительно центра. Элементы мультипликации. Динамические задачи: КОЛОБОК (круг), СОЛНЫШКО (набор равносторонних треугольников). 1 час

5. Динамическая задача КАЛЕЙДОСКОП, выполненная с помощью правильных фигур разного цвета и размера, соединенных в центре. 1 час

6. Симметрия в круге. Проект СНЕЖИНКА. 2 часа

7-8. Симметрия в природе. ЛИСТОК. Копирование изображения относительно оси симметрии:

- волшебное ЗЕРКАЛО

- копирование на координатной сетке БАБОЧКА (девочки), ЖУК (мальчики), ПОРТРЕТ (самостоятельная творческая работа). 2 часа

9. Самостоятельная работа: динамическая сказка КОЛОБОК. Моделирование театра марионеток. 2 часа

10. Тела вращения: шар, эллипс, цилиндр, конус. Моделирование. Тела вращения в природе. Шляпа волшебника: цилиндр, картуз, кивер, кокошник, колпак клоуна и Буратино, шапка звездочета.

Самостоятельная работа «ТИМКА». (Комплексное объемное моделирование по «тени»). 3 часа

11. Псевдопрограммирование цветного изображения командами ЦВЕТ и ТОЧКА.

-Вышивка крестом, моделирование шаблонов (елка, домик)

- Мозаичное панно ДЕВОЧКА и МАЛЬЧИК на координатной сетке.

( По сказке «Об оловянном солдатике» – солдат и балерина, или «Приключение Буратино» – Мальвина и Буратино и т.п.) 2 часа

12. Урок сказка по теме «Геометрический диктант», графические закономерности. 1час

13.УМНЫЕ ЧАСЫ. Виды и названия углов. Моделирование треугольников и четырехугольников. Их виды и названия. 3 часа

14. Восточные логические конструкторы из листа бумаги.

- китайская мозаика на плоскости

- японское оригами в пространстве 4 часа

15. КВН или логическая эстафета. (Контрольный урок) 1 час

Итоговое занятие, работа над ошибками – 1 час

Для примера рассмотрим карту проектирования «Тела вращения».

. Карта мини проектирования "Объемное моделирование"

Урок 1 (понятийная ступень по трем опорным точкам)

Цель                             Мера тел в пространстве. Ось вращения.

Требования    Учащиеся должны освоить построение простейших тел из бумаги и убедиться в их трехмерности.

Форма урока   Детское творчество, поделки, диалог.

Оборудование           Бумага, ножницы, карандаш, линейка. Компьютерная среда игрового объемного конструирования, цифровой фотоаппарат.

                           План

  1. Выполнить круг, найти его ось симметрии и вращать круг относительно нее. Что образуется при быстром вращении? (шар). Обсуждение темы шарообразные формы в природе. Выполни шар-«снежок» из мягкой бумаги и обклей салфеткой и мучным клеем. Получился шар. Пофантазируй на тему «Кто это или что это?». Укрась его фломастерами.
  2. Выбери заготовку «шар» в компьютерной среде, укрась в соответствии с заданием.

Деформация тел путем растяжения и сжатия (эллипсы). Беседа об эллипсах в природе (яйцо, планеты).

1.  Выполни деформацию в компьютерной среде конструирования.

2. Выполнить квадрат, найти его ось симметрии и вращать относительно нее. Что получится при быстром вращении? (цилиндр). Подробно обсудить, как образуется круг в основании. беседа на тему – цилиндрические тела. Вспомните с детьми шляпу – цилиндр. Выполнить аналогичную фигуру в графической компьютерной среде.

3. Аналогичную операцию провести с треугольником. Обсудить тело – конус (колпак Буратино и клоуна).

Урок 2 (репродуктивная ступень по двум опорным точкам)

3. Моделирование Шляп Волшебника – цилиндра и колпака. Построение выкройки тел с использованием выкроек выбранных тел (цилиндра или конуса).

4. Поделка шляп из полученных выкроек-моделей. (Урок без компьютера)

Беседа о головных уборах с демонстрацией иллюстраций.

Картуз (низкий цилиндр, козырек-треугольник и ромашка – украшение),

кивер гусарский (высокий цилиндр, козырек, султан),

кокошник (цилиндр со скошенной верхней частью, украшенный узором).

Все поделки – самостоятельные, причем одна – домашнее задание.

Моделирование елки с помощью двух разновысоких конусов из кругов радиусами 5 и 8 см.

Дом задание - украсить елку фонариками – призмами 3-х, 4-х и 5-и угольными. Сфотографировать работу цифровым фотоаппаратом для участия в вернисаже.

Просмотр фото слайдов в компьютерной графической среде. Создание слайд шоу совместно с учителем.

   Урок 3 (творческая, рефлексивная ступень)

Самостоятельная творческая работа «ТИМКА»

Дана «тень» щенка (опорная точка)

Построить объемную модель: голова- ? туловище- ?

Обратите внимание на реализацию модели. Дети должны свободно владеть инструментом «Объемный конструктор» (призмы, цилиндры, конусы) и уметь выполнять тела из бумаги. Размер игрушки они подбирают эмпирически.

Возможные реализации: голова – 4-х угольная призма, цилиндр

туловище: 3-х уг. призма, 4-х-угольная призма, цилиндр.

Мелкие детали (лапы, уши, хвост) выполняются в плоском варианте.

Компьютерная поддержка урока: собрать модель в компьютерной графической среде объемного конструирования.

Итог – выставка работ-макетов и компьютерный фото-вернисаж или 3D-графический вернисаж.

Как видно из карты проектирования, она содержит сценарии 3-х уровней:

Построение сценариев других минипроектов описано в авторском сборнике проектов ТИМКА-4 В нем даны сценарии к картам проектирования по вышеизложенному курсу, представленному в почасовом планировании.

Компьютерные технологии выступают в качестве инструмента геометрического конструирования в проектировочной деятельности: рисование геометрическими примитивами в графических редакторских средах, покадровое «оживление» в мультипликационных графических средах, использование инструментов масштабирования, фрагментации и отображения и поворотов в графических средах, программирование командами линия, круг, прямоугольник и точка в инструментальных алгоритмических средах, ориентация на плоскости и в пространстве в игровых средах, работа с фотоаппаратом, видеокамерой, в том числе цифровыми, сканером, принтером и плоттером.

«ТИМКА 4»– минипроектирование

Уровень 2 (32 часа 4 кл и 32 часа 5 кл)

Вход – множество знаков

 (информационный видовой поток)

П

Е

Р

Е

Модель

Информационно-теоретический переход в проектировании

Выход

Видовая модель

П

Е

Р

Е

Макет

Инструментально-практический переход в проектировании

 
Текст

Х

О
Алфавит: информационные примитивы Лексическая модель

Х

О
Предметный
число Д и Числовая модель Д Материальный
Изображение  

Стратегия:

Информационная структура
Графическая модель   Электронный
звук 1 и функции-инструменты Звуковая модель 2 Синтетический: презентация

Взаимосвязь элементов наглядности в межпредметной учебной деятельности

Исследования академика РАО Глейзера Г.Д. показали, что начальные пространственные представления являются результатом активного отражения человеком реальных предметов внешнего мира, отражения происходящего в деятельности трудовой, учебной, игровой. Вывод подтверждает предложенную структуру учебного информационного проектировочного задания, и что чрезвычайно важно, позволяет соединить в задании моделирующую мыслительную деятельность с процессуальной информационной деятельностью на компьютере, к которой необходимо готовить как к новой наглядной деятельности.

Геометрия Труд, ИЗО ИКТ
Линейные модели Конструктор (марионетка)
Нить (ткацкий станок)
Проволока (каркас)
Полосы бумаги (переплет)
Лоза
Карандаш (шрифт, индекс)
Линейка
Линия
Вектор
Модели на проскости Апптикативные задачи - язык символов
цв.бумага(аппликация-мозаика)
текстиль (печворк, моделирование одежды)
цв.пластик (витраж)
воск и краски (псевдобатик)
картон, бумага (театр теней, декорация -выпиливание)
Геометрические фрагменты
Модели в пространстве Мягкая игрушка (марионетка)
папье-маше (солнечная система)
макетирование цв.бумагой (зодчество, анимация)
пластилин (мультфильм, диафильм)
глина (посуда)
дерево (кукла)
Анимационные фрагменты
динамические графические среды
Афинные модели Плоды
бисер
вышивка крестом
вязыние узоров
ковровое вышивание
точечное выжигание
шахматы своими руками
игры-лабиринты
график дежурств
график погоды
параллели и меридианы на географической карте
Пиктограммы таблицы
«Геометрическое зрение» и компьютерные технологии.

Возрастные особенности ребенка требуют преобладания использования интуитивного и конструктивного метода отображения реального пространства над теоретическими, абстрактными. «Научно обучать значит учить человека научно думать, а не оглушать его с самого начала холодной, научно напряженной систематикой» – этот принцип Ф. Клейна является первостепенным в обучении младших школьников. Его сущность в постоянном «оживлении абстрактной теории», развитии «пространственной интуиции». Анализ концепции «геометрического развития» личности, показывает непосредственную связь информационных учебных задач с геометрическими. Фактически, требование «геометрического развития» личности в 70-е годы предвосхитило основы информационно-учебной деятельности школьника в период информатизации обучения, и особенно актуально в результате формирования компьютерного визуального пространства средствами мультимедиа и «виртуальной реальности».

Таблица2. ЗУН структурно-познавательного уровня

знать уметь иметь навыки работы
информационная деятельность 1-го уровня (структурно познавательный)

алфавит информационных знаков: текст, число, графика и звук

основные информационные структуры: список, таблицу, сеть

понятие маршрута деятельности, команды, алгоритма

 

анализировать информационный поток по виду знаков в нем

синтезировать простейшую информационную структуру: список, таблицу, сеть

наполнять информационную структуру информационными примитивами

с информационным алфавитом в информационной среде

с устройствами ввода и вывода информационного потока

с информационными структурами на компьютере: командой меню, окном экрана, командой маршрута

проектировочная деятельность (микропроектирование):

различать знак, воспроизводить знак, сотворить знак

различать команду, применять указанную команду, самостоятельно выбрать команду

Таблица3. ЗУН планирующего уровня

знать уметь иметь навыки работы
информационная деятельность 2-го уровня (планирующий)

алфавит информационных геометрических и графических примитивов

основные действия преобразования с ними: построение, деформация, поворот, отображение, динамика

понятие симметрии

 

планировать деятельность по анализу и синтезу изображения

применять основные действия преобразования к изображению

различать и выбирать инструменты компьютерной и материальной деятельности с изображением

с материальными инструментами создания, редактирования и презентации изображения (карандаши, линейка, циркуль, бумага, клей, ножницы, краски)

с компьютерными инструментами создания, редактирования и презентации изображения (инструменты меню среды граф. редактора, фотокамера, принтер, сканер, копир)

проектировочная деятельность (мини-проектирование):

различать графическую, текстовую, звуковую, числовую информацию, воспроизводить эти виды информации, сотворить видовой информационный объект

различать меню визуальной компьютерной среды, применять указанный маршрут деятельности по использованию команд меню среды, самостоятельно выбрать и планировать порядок и нужную команду из меню среды.

Таблица4. ЗУН синтезирующего уровня

знать уметь иметь навыки работы
информационная деятельность 3-го уровня (синтезирующий)

основные виды информации

основные способы сборки комплексной модели из видовых моделей (информационных шаблонов)

основных компьютерных видовых информационных сред и инварианта меню в них

основных информационных устройств

способов интегрированного взаимодействия видовых сред и информационных шаблонов

 

синтезировать информационное разно-видовое множество

самостоятельно выбрать среды информационной деятельности в соответствии с моделью

выбрать необходимый материальный и компьютерный портфель инструментов

построить маршрут комплексной верстки макета

 

в редакторских, интегрированных и прикладных предметных средах

с разнообразными устройствами ввода, вывода и передачи информационного потока

с информационными инструментами комплексного компьютерного и предметного макетирования

с новыми инструментами и устройствами презентации знаний

с навигационными инструментами библиотечными и компьютерными

проектировочная деятельность (базовое проектирование):

различать структуру информационного разновидового потока, воспроизводить разно-видовой информационных поток из шаблонов, сотворить собственный разно-видовой информационный объект с использованием шаблона и модели;

различать инвариантную и вариативную часть инструментальных меню, применять инвариантную часть инструментального меню в любой компьютерной среде, самостоятельно разбираться и применять вариативную часть инструментального меню в новых компьютерных средах

Данные ЗУН выводят учащегося на уровень информационной активности в любой предметной деятельности и позволяют самостоятельно устойчиво наращивать творческий потенциал познавательной и профессионально-ориентированной учебной деятельности, то есть, достигают цели информационно-проектировочной деятельности в начальном обучении информатике – развитие устойчивой информационной и творческой активность школьников.

Литература

  1. Занков Л.В. «Избранные педагогические труды», «Дидактика и жизнь», Москва, 1996, 432с.
  2. Эльконин Д.Б., Венгер А.Л., «Особенности психологического развития детей 6-7 летнего возраста», «Педагогика», Москва, 1988, 136с.
  3. Эльконин Д.Б. «Избранные психологические труды», «Педагогика», Москва, 1989, 560с.
  4. Давыдов В.В., Варданян А.У. «Учебная деятельность и моделирование», «Луйс», Ереван, 1981, 496с.
  5. Давыдов В.В., Эльконин Д.Б., «Проблемы развивающего обучения. Опыт теоретического и экспериментального психологического исследования», «Педагогика», Москва, 1986, 240с.
  6. Роберт И.В., «Перспективы исследования в области информатизации образования»// «Современные технологии в начальном образовании», материалы 1 международной научно-практической конференции СовТех’99, 29-31 марта, 1999, Москва, с 21-25
  7. Роберт И.В., «Современные информационные технологии в образовании. Дидактические проблемы и перспективы использования.», «Школа-Пресс», Москва, 1994, 205 с.
  8. Кравцова А.Ю., «Основные направления использования ИТ в шотландской начальной школе», Журнал «Информатика и образование», №6, Москва, 1997, с.104-108
  9. Запорожец А.В., «Избранные психологические труды», Педагогика,Москва, 1986, том1, 320с
  10. Глейзер Г.Д., Развитие пространственных представлений школьников при обучении геометрии: Научно-исследовательский институт общего образование взрослых, Академия пед. наук СССР, Москва, педагогика, 1978, 104 с.
  11. Глейзер Г.Д., “Эрлангенская программа Феликса Клейна и ее влияние на реформирование математического образования”// Ученые записки, выпуск 2// Институт информатизации образования РАО, Москва, 1998 г, 80с
  12. Килпатрик В.Х., Воспитание в условиях меняющейся цивилизации, пер с англ., Москва, Работник просвещения, 1930, 88с.
  13. Килпатрик В.Х., Метод проектов. Применение целевой установки в педагогическом процессе, Ленинград, Брокгауз-Ефрон, 1925, 43с.
  14. Раппопорт А.Г.,Сомов Г.Ю., “Форма в архитектуре. Проблема теории и методологии”, Москва, Стройиздат,1990, 202с
  15. Щедровицкий Г.П., "Проблемы методологии системных исследований", Москва, Знание, 1964, 48с
  16. Занков Л.В. «Избранные педагогические труды», «Дидактика и жизнь», Москва, 1996, 432с.
  17. Эльконин Д.Б., Венгер А.Л., «Особенности психологического развития детей 6-7 летнего возраста», «Педагогика», Москва, 1988, 136с.
  18. Эльконин Д.Б. «Избранные психологические труды», «Педагогика», Москва, 1989, 560с.
  19. Давыдов В.В., Варданян А.У. «Учебная деятельность и моделирование», «Луйс», Ереван, 1981, 496с.
  20. Давыдов В.В., Эльконин Д.Б., «Проблемы развивающего обучения. Опыт теоретического и экспериментального психологического исследования», «Педагогика», Москва, 1986, 240с.
  21. Роберт И.В., «Перспективы исследования в области информатизации образования»// «Современные технологии в начальном образовании», материалы 1 международной научно-практической конференции СовТех’99, 29-31 марта, 1999, Москва, с 21-25
  22. Роберт И.В., «Современные информационные технологии в образовании. Дидактические проблемы и перспективы использования.», «Школа-Пресс», Москва, 1994, 205 с.
  23. Кравцова А.Ю., «Основные направления использования ИТ в шотландской начальной школе», Журнал «Информатика и образование», №6, Москва, 1997, с.104-108
  24. Запорожец А.В., «Избранные психологические труды», Педагогика,Москва, 1986, том1, 320с
  25. Глейзер Г.Д., Развитие пространственных представлений школьников при обучении геометрии: Научно-исследовательский институт общего образование взрослых, Академия пед. наук СССР, Москва, педагогика, 1978, 104 с.
  26. Глейзер Г.Д., «Эрлангенская программа Феликса Клейна и ее влияние на реформирование математического образования»// Ученые записки, выпуск 2// Институт информатизации образования РАО, Москва, 1998 г, 80с
  27. Килпатрик В.Х., Воспитание в условиях меняющейся цивилизации, пер с англ., Москва, Работник просвещения, 1930, 88с.
  28. Килпатрик В.Х., Метод проектов. Применение целевой установки в педагогическом процессе, Ленинград, Брокгауз-Ефрон, 1925, 43с.
  29. Раппапорт А.Г.,Сомов Г.Ю., “Форма в архитектуре. Проблема теории и методологии”, Москва, Стройиздат,1990, 202с
  30. Щедровицкий Г.П., "Проблемы методологии системных исследований", Москва, Знание, 1964, 48с