2015-09-19
Informatinio mąstymo ugdymas pasitelkiant
informatikos konkursą: probleminio sprendimo
užduotys ir mokinių lyčių skirtumai
(pagal straipsnį „Introducing Computational Thinking through a Contest on Informatics: Problem-solving and
Gender Issues“)Prof. Valentina Dagienė, [email protected]
Eimantas Pėlikis, [email protected]ė Stupurienė, [email protected]
Vilniaus universiteto Matematikos ir informatikos institutas
Informatinio mąstymo atsiradimas
• Informatinis mąstymas Jeannette M. Wing, Karnegio Melon universiteto profesorė 2006 metais paskelbė straipsnį: Computational thinking. (Communications of the ACM, 49(3), 33-35)
• „Informatinis mąstymas (Computational Thinking) susijęs su problemų sprendimu, sistemų projektavimu ir žmogaus elgesio supratimu pasitelkiant fundamentalias informatikos sąvokas“
Informatinio mąstymo apibrėžimas
• Trys informatinio mąstymo komponentai: – Abstrahavimas– Analizavimas– Automatizavimas
• Vėliau (2011 m.) J. M. Wing informatinį mąstymą apibrėžė kaip mąstymo procesą, kuris būtinas formuluojant problemas ir jų sprendimo būdus
CSTA ir ISTE išskyrė devynias pagrindines informatinio mąstymo kategorijas (2009 m.)
1. Duomenų rinkimas: informacijos kaupimas ir tinkamos atrinkimas.
2. Duomenų analizė: duomenų apdorojimas, šablonų atradimas, išvadų darymas.
3. Duomenų atvaizdavimas: duomenų tvarkymas ir vaizdavimas diagramomis, tekstu, paveikslais, lentelėmis ir pan.
4. Problemų dekomponavimas: uždavinio skaidymas į mažesnius komponentus ir skaidinių jungimas.
5. Algoritmavimas: žingsnių sekų planavimas ir organizavimas problemai išspręsti.
6. Abstrahavimas: sudėtingumo mažinimas aprašant problemų idėjas, nusakant savybes ir kuriant modelius.7. Simuliavimas: modeliavimo ir simuliacijos naudojimas, pvz., eksperimentams atlikti.8. Automatizavimas: atpažinimas, kaip technologijos gali padėti sprendžiant naujus uždavinius.9. Lygiagretinimas: išteklių organizavimas problemai spręsti ir tikslui pasiekti, naudojant sinchroninio perdavimo ir bendradarbiavimo priemonėmis.
Operacinis informatinio mąstymo apibrėžimas (pagal ISTE, 2014 m.)
Informatinis mąstymas problemų sprendimo procesas,:1. Problemų performulavimas (perdarymas) taip,
kad joms spręsti būtų galima pritaikyti kompiuterį arba analogiškas priemones.
2. Logiškas duomenų tvarkymas ir analizavimas.3. Duomenų abstrahavimas modeliavimas. 4. Sprendimų automatizavimas pasitelkus
algoritminius sprendimo būdus.5. Galimų sprendimų identifikavimas, analizavimas
ir realizavimas siekiant efektyviausio veiksmų ir išteklių derinio.
6. Apibendrinimas ir problemos sprendimo proceso tąsa.
Informatinio mąstymo sąvoka
Ilgai ieškota lietuviško termino...• Computational Thinking (angliškai)• Informatické myšlení (čekiškai)• Raciocínio computacional
(portugališkai)• Datalogiskt tänkande (švediškai)• Myślenie komputacyjne (lenkiškai)
Kompleksinis mąstymasInformatinis mąstymas susijęs su neseniai mokslo publikacijose atsiradusia kompleksinio mąstymo koncepcija. Kompleksiniu mąstymu įvardijamas gebėjimas suprasti sudėtingumą, turėti įgūdžių, kurie reikalingi norint perprasti, kaip veikia sudėtingos sistemos, apdorodamos informaciją ir spręsdamos problemas. Kompleksinis mąstymas galėtų būti apibūdinamas kaip sisteminio mąstymo, kuris padeda atpažinti sudėtingų reiškinių struktūrą, taikymas.
World Computer Congress
Tarp septynių kviestinių pranešėjų...
Informatikos konkursas „Bebras“
• Tarptautinis judėjimas informatikos ir informatiniam mąstymui ugdyti
• Konkursas skirtas 3–12 klasių mokiniams.
• Siekiama sudominti mokinius informatika ir IT, skatinti kūrybiškai, kritiškai ir laisvai mąstyti, giliau suvokti kompiuterio pagrindus.
www. bebras.lt,www.bebras.org
Konkurso užduotys nepriklausomo nuo mokykloje įgytų informatikos ar IT žinių. Dalyvauja beveik milijonas mokinių iš daugiau kaip 30 šalių. Užduotys atliekamos ir testuojamos internetinėmis priemonėmis.
2013 m. statistika• 25 909 dalyviai: 3-12 klasių
moksleiviai iš daugiau kaip 500 Lietuvos mokyklų.
• 55 skirtingos užduotys, kai kurios iš jų pateiktos kelioms amžiaus grupėms.
Tyrimui panaudoti 23 547 mokinių (5−12 kl.) užduočių sprendimo
duomenys
Tyrimo tikslai1) Ištirti vaikinų ir merginų
rezultatus ir susieti juos su informatinio mąstymo gebėjimu.
2) Nustatyti, kaip dažnai dalyviai bando atspėti atsakymą.
Tyrimo metodologija
Užduotis „Labirintas beržo tošyje“
Užduoties „Labirintas beržo tošyje“ sprendimų
grafikai
Užduoties „Labirintas beržo tošyje“ sprendimui
sugaišto laiko grafikas
Užduotis „Rikiavimas pagal svorį“
Rikiavimas pagal svorį
Berniukas rikiuoja daiktus pagal svorį didėjančia tvarka. Lengviausias daiktas turi atsidurti kairėje, o sunkiausias – dešinėje.
Naudodamiesi svarstyklėmis palyginkite daiktų svorius ir sudėliokite juos išrikiuodami antroje lentynoje.
• Simuliavimas • Algoritmavimas
Užduotis „Zebrų tunelis“
• Problemos dekomponavimas• Abstrakcijų įvedimas
Zebrų tunelis
Bebrų šalyje yra dviejų rūšių tuneliai. Kai bebrai vorele įeina į juodą tunelį, jie išeina iš jo atvirkštine tvarka. Bebrams perėjus baltą tunelį tik pirmas ir paskutinis bebras būna apsikeitę vietomis.
Bebrų šeima eina per šiuos tris tunelius. Kokia tvarka jie išeis iš tunelių? Sudėk bebrus į langelius teisinga tvarka.
Užduočių skaičius, kuriuose skirtumai tarp merginų ir
vaikinų sprendimo yra statistiškai reikšmingi, didėja
pagal mokinių amžių:Amžiaus grupė Statistiškai
reikšmingi skirtumai
Statistiškai nereikšmingi skirtumai
Benjaminai 2 6
Kadetai 7 2
Juniorai 8 4
Senjorai 11 4
Išvados (1)• Skirtumas tarp vaikinų ir merginų
rezultatų didėja su amžiaus kategorija;• Atskleisti esminiai merginų ir vaikinų
skirtumai erdvinio mąstymo srityje. Į tai reikėtų atkreipti mokytojų ir edukologų dėmesį skiriant daugiau veiklos ir užduočių merginų erdvinei mąstysenai ugdyti.
Išvados (2)• Konkurso „Bebro“ užduotys gali būti
naudojamos informatiniam mąstymui ugdyti;
• Uždavinių įvairovė nepadengia visų informatinio mąstymo kategorijų, t.y. duomenų rinkimo, automatizavimo ir lygiagretumo;
• Pagal konkurso rezultatus negalima įvertinti moksleivių informatinio gebėjimo lygio (tyrimo ribotumas).
2015-09-19
Informatinio mąstymo ugdymas pasitelkiant informatikos konkursą: probleminio sprendimo užduotys ir
mokinių lyčių skirtumai
Prof. Valentina Dagienė, [email protected]
Eimantas Pėlikis, [email protected]ė Stupurienė, [email protected]
Vilniaus universiteto Matematikos ir informatikos institutas
Ačiū už dėmesį!