Отчет о работе первичной инновационной площадки за 2013 год Управление развитием познавательного потенциала на основе создания учащимися компьютерных игр
Скачать 474.58 Kb.
|
| Раздел 1. Научно-исследовательские работы……………………...14 1.1 Этапы НИР………………………………………………………….14 1.2 Этап анализа….………………………………………………….…14 1.3 Разработка методической системы………………………………18 Раздел 2 Экспериментальная апробация методической системы..26 2.1. Поисковый этап…………………………………………………….26 2.2 Контрольный этап……………………………………………….…27 Раздел 3 Трансляция опыта и продолжение работы ИП………….29 Заключение………………………….…………………………….…….31 Список использованных источников ……………………………….36 Введение Актуальность исследования. В последние десятилетия происходит стремительная компьютеризация всех сторон жизни общества и всех сфер производственной деятельности. Состояние перехода к информационному обществу, сформулированное в законе РФ «Об образовании», и новые ФГОС ставят перед системой обучения информатике новые цели, среди которых:
Информатика становится одной из фундамен тальных областей научного знания, изучающей информационные процес сы, методы и средства обработки информации. Она является быстро развиваю щейся дисциплиной, область ее применения в жизни постоянно расширяется. Выпускникам школ необходимо обладать достаточными знаниями и навыками для эффективного использования современных информационных технологий в своей дальнейшей деятельности. Для системы обучения информатике остается открытым и дискуссионным вопрос о том, насколько глубоко должны простираться эти навыки, необходимо ли выпускнику уметь решать возникающие задачи с помощью программирования, или достаточным является освоение пользовательских технологий и навыки поиска готовых решений. Проблемы обучения информатике и, конкретно, программированию находят свое отражение в работах А.П. Ершова, А.Г. Кушниренко, А.С. Лесневского, С.М. Окулова, А.Л. Семенова, М.В. Швецкого и др. Существенный вклад в развитие теории и методики обучения программированию внесли М.М. Бежанова, Н. Вирт, Э.З. Любимский, В.Л. Матросов, Н.Н. Непейвода, И.В. Поттосин, И.Н. Скопин и др. Вопросам отбора содержания и разработке общей концепции преподавания информатики посвящены работы С.А. Бешенкова, А.Г. Гейна, А.В. Горячева, С.Г. Григорьева, И.Б. Готской, В.В. Гриншкуна, О.Ю. Заславской, Т.Б. Захаровой, В.А. Извозчикова, А.А. Кузнецова, В.В. Лаптева, М.П. Лапчика, И.В. Левченко, Н.В. Макаровой и др. Следует отметить, что при появлении в школьной программе курса информатики его содержание в основном ориентировалось на изучение программирования. Это было связано со спецификой первого этапа компьютеризации, дефицитом техники и квалифицированных кадров. По мере накопления стандартных решений, развития системы программирования, а также с появлением и широким распространением персональных компьютеров стало возможным решение практико-ориентированных задач без программирования. Главным аргументом против обучения программированию в школе в последнее время становится его сложность и узкая специализация. При этом недооценивается значение этой дисциплины в процессе развития общеучебных компетенций, различных видов мышления и интеллекта в целом, требуемых в условиях введения новых стандартов образования. В разделе «Алгоритмизация и программирование» школьного курса учащимся предлагается для решения множество разрозненных задач. Эти задачи обычно математические, они не наглядны, и результат визуально разочаровывает. Действительно, огромная дистанция разделяет результаты программирования: трехмерные графические игры с нелинейным сюжетом, в которые дети играют дома, и цифры – решения квадратного уравнения на черном экране, полученные на уроке. У школьников создается впечатление о программировании как о скучном и устаревшем занятии. Интерес к изучению снижается, и достаточно сложно объяснить, что в основе игр лежит та же математика, те же алгоритмические конструкции. Таким образом, с точки зрения методики обучения информатике существует потребность в сквозной наглядной практической задаче, обеспечивающей связь всех необходимых для изучения в школе аспектов программирования, упрощающей понимание объектно-ориентированного программирования с помощью наглядности и поддерживающей на высоком уровне познавательную мотивацию. Еще одной важной целью обучения информатике в школе становится решение новой воспитательной задачи: уменьшение непродуктивного самостоятельного использования компьютера, перенаправление внимания учащихся от задач, не связанных с обучением и развитием, на продуктивное и эффективное использование компьютера, мобильных устройств, информационных и телекоммуникационных технологий. Практика показывает, что существуют динамические компьютерные игры (то есть игры, насыщенные движением, действием, изменением объектов и их свойств с течением времени), которые школьники могут разрабатывать в процессе обучения. Существует активный интерес школьников к такой деятельности. Разработка динамических игр, несложная с точки зрения программирования, может внести серьезный вклад в повышение мотивации к учению, преодоление когнитивных затруднений, интеллектуальное развитие школьников. Использование компьютерных игр в обучении школьников рассмотрены в работах Л.М. Дергачевой, О.Р. Ельмикеева, А.Л. Катковой, Л. Абрамс, М. Хэбгуда. Эти исследования затрагивали, в основном, потенциал компьютерных игр как средства обучения и мотивации, но не рассматривали эти игры как объект разработки, то есть не существует научно обоснованной методики обучения программированию, основанной на создании школьниками динамических компьютерных игр. Таким образом, выбор темы исследования «Управление развитием познавательного потенциала на основе создания учащимися компьютерных игр» является актуальным, тема в отечественной науке является нераскрытой. Базой исследования и опытно-экспериментальной работы являлись: ГБОУ СОШ №1220 СВАО г. Москвы, ГБОУ ВПО «Московский городской педагогический университет». Достоверность исследования обеспечивается: непротиворечивостью логических выводов, полученных в ходе теоретического анализа проблемы исследования, и их согласованностью с современными педагогическими концепциями, нормативными документами, регламентирующими образовательный процесс по информатике; четкостью методологических, психолого-педагогических, дидактических и методических позиций; корректным применением комплекса методов исследования, адекватных природе объекта; опорой на современное содержание курса информатики и принципиальным соответствием результатов исследования основным положениям других исследователей методики обучения информатике в школе; учетом научно-практического опыта и личным участием автора; применением статистических методов обработки данных педагогического эксперимента; повышением качества обучения и развитием личностных характеристик школьников. Раздел 1. Научно-исследовательские работы
Исследование в 2013 году проводилось в три этапа. На первом этапе определялась степень разработанности научной проблемы обучения школьников программированию. Изучалась философская, психолого-педагогическая, методическая литература по проблемам обучения программированию, проводился анализ эмпирического материала, формулировались цель, гипотеза, задачи исследования; анализировались подходы к обучению программированию и существующие методики. Дорабатывалась технология и совершенствовалась методическая система обучения программированию на основе создания школьниками компьютерных игр. Апробировалось учебно-методическое пособие. На втором этапе проводилась экспериментальная проверка эффективности применения методической системы обучения программированию, основанной на создании школьниками компьютерных игр. Описание основных положений и результатов исследования оформлялось в виде отчета. Результаты исследований публиковались в научных изданиях (4 публикации). На третьем этапе началась разработка комплексной модели обучения в дистанционной форме. Результаты исследования внедрены в учебный процесс ГБОУ СОШ №1220 СВАО г. Москвы.
Была обоснована актуальность темы исследования, сформулированы проблема, гипотеза, определены объект, предмет, цель и задачи исследования, охарактеризован научный аппарат, обозначены этапы исследования и планы апробации и внедрения его результатов. Далее был проведен анализ существующих подходов к обучению школьников программированию в трех аспектах. В историческом аспекте исследовано изменение роли и места программирования в курсе информатики в разные периоды, от первых факультативных курсов до современного состояния. В современной научной и педагогической литературе отмечается решающая роль программирования в появлении школьного курса «Основы информатики и вычислительной техники». Можно говорить о двух исторически сложившихся подходах к преподаванию программирования школьникам:
Далее был проанализирован парадигмальный аспект в обучении программированию. Процедурная парадигма являлась основой обучения в большинстве курсов программирования. Опыт этой работы отражен в работах таких исследователей, как А.П. Ершов, А.Г. Гейн, В.М. Монахов и многих других. Парадигма объектно-ориентированного программирования частично реализована в работах Е.Г. Андросовой, Н.Д. Угриновича, Н.Н. Истоминой и ряда других исследователей. Построение курса обучения на основе логической парадигмы программирования реализовано в ряде работ С.Г. Григорьева, А.Г. Щеголева, Д.П. Федюшина. Традиционно в школе преподается процедурное программирование. Такой подход к обучению программированию представляется спорным, так как последующий переход от процедурной парадигмы к объектной может быть связан у учащихся со значительными когнитивными затруднениями. С точки зрения современных представлений школьников о программировании, наглядного и разнообразного представления процесса и результатов учебной деятельности, предпрофессиональной ориентации учащихся, развития системного подхода к наблюдению и исследованию объектов окружающего мира, целесообразным представляется интегрированный подход к обучению программированию, описанный в работах В.Е. Жужжалова. При этом основой для обучения должен служить объектно-ориентированный язык. Далее рассмотрен традиционный дидактический подход к обучению программированию в целом и в общеобразовательной школе в частности. Отмечено, что, начиная с самых первых учебников, появились неизменные каноны преподавания. Вначале рассматриваются переменные, типы данных, основные встроенные функции и синтаксические конструкции (операторы), затем структурные типы и средства работы с ними. Параллельно могут изучаться и основные алгоритмы. В школе такое изложение материала малоэффективно, поскольку учащимся заранее даются ответы на ещё незаданные вопросы, а задания не являются личностно значимыми. Средством адаптации к школе служит «задачный» подход, когда изучению каждой языковой конструкции предшествует постановка задачи, решаемой затем с применением этой конструкции. Задачи эти, как правило, математические, редко связанные друг с другом; короткие, ограниченные и предусматривают «нахождение» решения в течение одного урока. Некоторые из них связаны в практикумы, как, например, в учебнике Н.Д. Угриновича. Сделаны выводы о том, что препятствием на пути успешного изучения школьниками программирования является традиционная система выбора используемых в обучении задач; необходимо провести поиск личностно значимой сквозной практической задачи, которая бы активизировала познавательный потенциал учащихся и позитивно влияла на уровень сформированности предметных и метапредметных компетенций в процессе обучения программированию. Далее был проведен анализ компетенций учащихся, формируемых при обучению программированию. Развитие мышления школьников заявлено в новом стандарте образования как одна из основных целей изучения информатики в школе. Анализ научной и педагогической литературы по проблеме показал, что программирование играет важную роль в развитии различных видов мышления: логического, абстрактного, творческого; стилей мышления: операционального, алгоритмического, объектного (системного); ценностно-смысловых компетенций. В исследованиях С.М. Окулова показана корреляция между изучением программирования и развитием интеллекта в целом. Задания, связанные с алгоритмизацией и программированием, составляют более половины удельного веса всех заданий ЕГЭ; практическое освоение этого раздела необходимо для достижения предметных результатов освоения программы полного общего образования в соответствии с ФГОС. В результате анализа литературы и сопоставления знаний, умений и навыков, формируемых в процессе обучения алгоритмизации и программированию, важнейшим общеучебным компетенциям учащихся, констатировано соответствие, что отвечает требованиям ФГОС к результатам обучения. Сделан вывод о том, что с помощью программирования общеучебные компетенции могут быть успешно сформированы и развиты. На следующем этапе учебно-логические компетенции, классифицированные в работах С.Г. Воровщикова и разделенные на 6 групп, сопоставлены с основными этапами объектно-ориентированного программирования. Сделан вывод о том, что учебно-логические умения в составе общеучебных многоаспектно проявляются в программировании и могут успешно развиваться в процессе обучения программированию игр. Далее анализировался опыт использования компьютерных игр в обучении программированию. Вопросы применения компьютерных игр в педагогике описаны в зарубежной и отечественной литературе. В основном игры применяются как средство мотивации. Эпизодически в зарубежной практике применяется создание игр как средство обучения программированию, в основном визуальному. Основные виды применения компьютерных игр как средства обучения детей программированию, описанные в литературе: создание дополнительных уровней к готовым играм; визуальные конструкторы игр; небольшие логические игры как элементы обучения программированию. Обучение программированию на основе разработки компьютерных игр является практическим воплощением конструктивистского направления в педагогике и имеет признаки эвристической задачи (по А.В. Хуторскому). Для программирования игр и обучения на его основе в настоящее время используются объектно-ориентированные языки. Ряд визуальных конструкторов игр в качестве расширения функциональности предлагают возможность программирования на каком-либо скриптовом языке. На основании анализа опыта использования компьютерных игр в обучении программированию сделан вывод о том, что цельной методической системы по обучению школьников программированию на основе сквозной задачи по созданию игр не существует.
Сначала были определены условия и критерии отбора компьютерных игр и сред их разработки для обучения школьников программированию. В процессе отбора компьютерных игр и средств их разработки применялись как традиционные, так и специфические для данной задачи условия: адаптации для обучения школьников; унификации типа игры и индивидуализации игр учащихся; соблюдения полного цикла разработки на языке программирования; актуальности среды разработки. Условия отбора и цели исследования определили схему выбора компьютерных игр и сред их разработки: определение массива элементов, обоснование критериев, оценивание по критериям. Рассмотрены классификации компьютерных игр по ряду оснований. Наиболее полной признана классификация игр по жанрам, другие классификации учтены при определении критериев отбора. На основе указанных условий были сформулированы и обоснованы критерии отбора компьютерных игр, среди которых: минимальная сложность программной реализации, множественность объектов и отношений, вариативность сюжета, динамичность и другие, а также выделены следующие требования к среде разработки: возможность реализации всех программных конструкций, предусмотренных стандартом, наличие объектно-ориентированного языка, простота и логичность его синтаксиса, дружественность интерфейса, актуальность и применимость, и другие. Оценка типов компьютерных игр по критериям (каждый критерий оценивается от 0 до 2 баллов) представлена на рис.1. Рисунок 1. Результаты отбора типов компьютерных игр (приведена сумма баллов по 8 критериям) Анализ результатов отбора позволил прийти к заключению о том, что наиболее подходящим для целей обучения школьников программированию является тип игры: ролевая игра / «экшн», двухмерная, от третьего лица. Для выбора среды разработки компьютерных игр рассмотрены наиболее популярные среды разработки игр, применяемые в обучении: Kodu, Alice, Scratch, языки JavaScript, ActionScript, Visual Basic, и средства разработки традиционных школьных языков Pascal, Basic, C++. На основании анализа результатов отбора сделан вывод о том, что для целей обучения школьников программированию наиболее подходящей является среда Flash/ActionScript. Альтернативным вариантом является среда JavaScript/HTML5. Оценка сред разработки игр по критериям (каждый критерий оценивается от 0 до 2 баллов) представлена на рис.2. Была разработана модель методической системы обучения школьников программированию на основе создания игр (рис. 3). Общая цель: обучение школьников структурному и объектно-ориентированному программированию в соответствии с ФГОС на основе сквозной проектной задачи (разработки игр). Рисунок 2. Результаты отбора сред разработки игр (приведена сумма баллов по 10 критериям) Создание методической системы прежде всего подразумевает целеполагание для учащегося и для педагога, причем цели ученика прежде всего относятся к внешним результатам обучения: создание игры, демонстрация результатов, самовыражение в собственном сюжете и дизайне, общение со сверстниками и т.д. Определение целей педагога происходит на основе изучения целей учащихся и объединения их с общей целью обучения. Цели педагога можно разделить на образовательные, воспитательные и развивающие, при их определении учитываются требования ФГОС к предметным, личностным и метапредметным результатам обучения. Содержание обучения обусловлено целями и планируемыми результатами. Оно определяется требованиями ФГОС к типовым программам; выбором типа создаваемой игры и среды разработки; логикой процесса разработки игры; адаптацией программных конструкций для изучения школьниками; необходимостью разбиения процесса на модули, каждый из которых имеет демонстрируемый результат и т.д. Применяемые методы обучения: логические, эвристические (эвристических вопросов, синектики и т.д.), специфические (сквозной задачи, адаптации, контроля по результатам, взаимообучения). Основной формой обучения являются практические занятия и самостоятельная работа учащихся трех видов: по образцу, вариативная, творческая. Средства обучения включают, прежде всего, УМК и игру-прототип, демонстрационную и компьютерную технику, программное обеспечение. Учитель информатики Учащийся Методы: логические, эвристические, адаптации, контроля по результатам Цели учащегося: создание своей игры, общение, самореализация, демонстрация… Цели педагога: образовательные, воспитательные, развивающие Цели обучения разделу «Алгоритмизация и программирование» школьного курса информатики Требования ФГОС к результатам Результаты обучения (образовательный продукт, образовательные результаты) Формы: Ппракт. работа, проекты, самост. работа (по образцу, вариативная, творческая) Средства: УМК, игра-прототип, среда разработки, редакторы, технические средства и т.д. Содержание обучения программированию: сквозная задача по созданию динамической игры Рисунок 3. Модель методической системы обучения программированию на основе создания школьниками динамических компьютерных игр Далее было отобрано содержание обучения и разработаны этапы создания игры школьниками в процессе обучения программированию. Преподавание предполагается в процессе обучения информатике, также рассмотрена возможность использования методики в рамках программ дополнительного образования или в виде дистанционного курса. При разной степени сложности подачи материала возраст учащихся от 13 до 17 лет. Описана технология создания игры, учитывающая: мотивацию школьников на решение задачи, приоритет самостоятельной деятельности, проблемный и эвристический подходы; индивидуальность обучения: предполагается создание построенных на изученном материале собственных проектов; адаптацию программных конструкций; наглядность подачи материала: все задачи и программные конструкции иллюстрируются игрой-прототипом; осуществление контроля освоения изученного материала по промежуточным результатам решения сквозной проектной задачи; использование знакомой и интересной задачи, структура которой не требует дополнительного объяснения. Укрупненные этапы создания игры в процессе обучения программированию приведены в таблице 1. Таблица 1 Укрупненные этапы создания игры
Процесс обучения на основе создания игры поделен на 13 модулей. Для каждого из модулей определены теоретические понятия для объяснения и повторения, продолжительность, результат, синтаксис конструкций. Модули 1-2 посвящены освоению среды программирования, анализу и декомпозиции аналогичной Flash-игры, созданию сюжета своей игры. Модуль 3 содержит освоение подходов к созданию пользовательских объектов и их экземпляров. Модуль 4 позволяет изучить операцию присваивания; свойства и методы объектов, их программное изменение; наследование свойств; комментирование программ. Модули 5-9 нацелены на изучение операций сравнения, алгоритмической структуры полного и неполного ветвления; логических операций, структуры ветвления с составным условием, структуры выбора; реализации математических функций; организации циклических действий: циклов со счетчиком и с предусловием; строковых переменных; вычисляемых имен переменных; массивов и приемов их обработки. Модуль 10 позволяет изучить работу с логическими переменными (переменными-флагами), а в модулях 11-12 рассматриваются подходы к реализации обработки событий объектов, клавиатуры и мыши. Заключительный, 13 модуль содержит материал, связанный с изучением функций с параметром и без, а также форм ввода данных. Таким образом, школьник получает полностью самостоятельно спроектированную и разработанную динамическую игру. Множество игр, созданных учащимися, можно четко разделить на игры, разработанные юношами («Наутилус: подводная битва», «Девятая рота», «Погоня за грабителями») и девушками («Цветы для мишек», «Единороги: волшебный лес», «Безударные гласные» и др.). Уровень интереса к созданию игр высок в обоих случаях. Следуя принципу рекурсии, лежащему в основе программирования игр, результат каждой итерации (модуля) представляет собой действующую модель игры на определенном этапе развития. Ряд конструкций изучается по принципу спирали, применяясь вновь в более сложных вариантах. В качестве примера можно привести часть модуля 9 для игры-прототипа (листинг 1, рис. 4), посвященного обработке массивов. Листинг 1. Функция замкнутого движения массива объектов-машин for (i=0; i<=5; i=i+1) { //цикл по шести машинам if ((_root["enemy"+i]._x>40)&&(_root["enemy"+i]._x<760)) { //если i-я машина в пределах окна _root["enemy"+i]._x=_root["enemy"+i]._x-denemy[i] //уменьшить ее координату Х на i-е приращение } //закрыть блок if else { _root["enemy"+i]._xscale = -_root["enemy"+i]._xscale //отразить denemy[i]=-denemy[i] //изменить приращение на противоположное } //закрыть блок else } //закрыть блок for.  Рисунок 4. Обучение школьников обработке массивов на примере замкнутого движения множества объектов-машин (стрелками показаны направления движения) Соответствующий этап технологии разработки игры – создание непрерывного движения ряда объектов с отражением от границ окна. На этом примере наглядно изучаются: обработка числового массива скоростей объектов denemy, обработка массива объектов enemy0-enemy5. Происходит закрепление и углубление знаний ранее изученного:
Изучение этих конструкций необходимо для эффективного получения результата – замкнутого движения массивов объектов по произвольным траекториям в играх учащихся. Обучение происходит поэтапно, с отслеживанием эволюции результата внутри модуля и достижением сознательного применения программных конструкций. |
Похожие:
 | Отчет о работе первичной инновационной площадки маоу "Средняя общеобразовательная школа №2" Повышение уровня профессиональной компетентности педагогов в области информационных технологий в |  | Отчёт о работе городской инновационной площадки за 2013 год Обеспечение непрерывного образования, эффективной социализации и достойного трудоустройства лицам с ограниченными возможностями здоровья... |
| Отчёт о работе городской инновационной площадки за 2013 год Обеспечение непрерывного образования, эффективной социализации и достойного трудоустройства лицам с ограниченными возможностями здоровья... | | Отчет о работе муниципальной инновационной площадки «Организация внеурочной деятельности в условиях реализации федерального государственного стандарта начального общего образования... |
| Отчет о работе первичной инновационной площадки гбоу сош №411 с углубленным... «Использование образовательной среды саш юнеско региона Москва для социализации молодежи в условиях информационного общества, глобальной... | | Отчёт о работе муниципальной инновационной площадки в 2012-2013 уч... «Организация развивающей образовательной среды с учетом национально-региональных и иных особенностей как условие реализации федеральных... |
| Промежуточный отчет о работе инновационной площадки моу сош №23 с. Новозаведенного по теме «Использование развивающих и здоровьесберегающих технологий в эколого-этнографическом образовании учащихся» | | Отчет о работе окружной инновационной площадки гбоу сош №463 имени... Целью эксперимента является также создание условий для внедрения полученных результатов в массовую практику школ города Москвы |
| Отчет о работе районной инновационной площадки «Создание педагогической... Целях обеспечения развития инновационной деятельности, сохранения и укрепления здоровья обучающихся в мбоу средней общеобразовательной... | | Отчет о работе методического объединения учителей гуманитарного цикла за 2012-2013 учебный год ... |
| Научно-исследовательская работа. Тема: «Влияние компьютерных игр на успеваемость школьника» Целью исследования является выявление факторов негативного воздействия компьютерных игр на успеваемость школьников | | Отчет о научной и научно-методической работе за 2012 год Цель – формирование и развитие познавательного интереса к предмету химии и биологии |
| Отчет о деятельности инновационной площадки по теме «Мультимедийные... | | Отчет о работе базовых кафедр за 2007 год Кафедра экономики предприятия и инновационной деятельности. Волгоградский государственный университет |
| План по организации работы в моу зингейская сош по медиабезопасности на 2013- 2014 учебный год Беседы, в ходе которых выясняют о последствиях зависимости от компьютерных игр. Как избежать такой зависимости | | План работы с одарёнными и мотивированными учащимися лицея на 2013-2014 учебный год период Выступление на августовском педсовете с сообщением о работе с одарёнными учащимися за отчётный период |
