rozwijanie myślenia komputacyjnego
TRANSCRIPT
Rozwijanie myślenia komputacyjnego
w edukacji przedszkolnej, wczesnoszkolnej i szkolnej
Maurycy Ciupak
Plan spotkania
• Myślenie komputacyjne
• Dlaczego uczymy myślenia komputacyjnego?
• Etapy procesu myślenia komputacyjnego:
✓ Kompetencje kluczowe.
• Wskazówki metodyczne:
✓ Określanie celów kształcenia.
• Wybrane rozwiązania metodyczno-dydaktyczne:
✓ Portale, aplikacje, kompilatory, aplety.
Myślenie komputacyjne
Historia:
Myślenie komputacyjne
1980, 1996 - Seymour Papert - o myśleniu komputacyjnym, znacznie wyprzedzając swoimi ideami
konstruktywistycznymi możliwości technologii,
2009 - Jeannette Wing - myślenie komputacyjne jako „użyteczne postawy i umiejętności, jakie
każdy, nie tylko informatyk, powinien starać się wykształcić i stosować”,
czyli „myśleć jak informatyk” (thinking like a computer scientist)
Historia:
Myślenie komputacyjne
Myślenie komputacyjne to procesy myślowe angażowane w formułowanie problemu
i przedstawianie jego rozwiązań w taki sposób, aby komputer– człowiek lub maszyna –
mógł skutecznie wykonać.
1980, 1996 - Seymour Papert - o myśleniu komputacyjnym, znacznie wyprzedzając swoimi ideami
konstruktywistycznymi możliwości technologii,
2009 - Jeannette Wing - myślenie komputacyjne jako „użyteczne postawy i umiejętności, jakie
każdy, nie tylko informatyk, powinien starać się wykształcić i stosować”,
czyli „myśleć jak informatyk” (thinking like a computer scientist)
Historia:
Stowarzyszenie Nauczycieli Informatyki w USA (CSTA) - operacyjna definicja uporządkowująca
aktywności uczniów i działań nauczycieli w trakcie rozwiązywania problemów z różnych dziedzin
z wykorzystaniem metod rozumowania, zaliczanych do myślenia komputacyjnego.
Dlaczego uczymy myślenia komputacyjnego?
Na podstawie artykułów: M. Sysło
Wydział Matematyki i Informatyki, UMK w Toruniu
Dlaczego uczymy myślenia komputacyjnego?
Na podstawie artykułów: M. Sysło
Wydział Matematyki i Informatyki, UMK w Toruniu
Dlaczego uczymy myślenia komputacyjnego?
Transport
Komunikacja
Służba zdrowia
PrzemysłBankowośćSztuka
Na podstawie artykułów: M. Sysło
Wydział Matematyki i Informatyki, UMK w Toruniu
Dlaczego uczymy myślenia komputacyjnego?
Transport
Komunikacja
Służba zdrowia
PrzemysłBankowośćSztuka
Integracja
Na podstawie artykułów: M. Sysło
Wydział Matematyki i Informatyki, UMK w Toruniu
Polska a świat…
Od września 2014:
do szkół UK weszła informatyka i programowanie dla
wszystkich szkół.
Koniec z ICT (Information and communication technologies) w szkołach!
Koniec grudnia, 2015:
▪ szybki Internet do wszystkich szkół
▪ nowa podstawa programowa informatyki, a w niej
programowanie dla wszystkich uczniów
Polska a świat…
Koniec stycznia, 2016:
Prezydent Obama ogłasza Computer Science for ALL
Od września 2014:
do szkół UK weszła informatyka i programowanie dla
wszystkich szkół.
Koniec z ICT (Information and communication technologies) w szkołach!
Koniec grudnia, 2015:
▪ szybki Internet do wszystkich szkół
▪ nowa podstawa programowa informatyki, a w niej
programowanie dla wszystkich uczniów
Podjęte działania…
Historia:• informatyka – od 1985 roku nie zniknęła z podstawy, chociaż były takie zakusy
• na każdym etapie edukacyjnym są wydzielone przedmioty informatyczne – problem w
innych krajach
Rada ds. Informatyzacji przy ministrze EN zaproponowała zmiany w podstawie
programowej (wiosna 2015, konsultacje społeczne – lipiec-październik 2015, zapowiedź
wprowadzenia – grudzień 2015) :
Powszechne kształcenie informatyczne
w Polskim Systemie Edukacji
Przedmiot: informatyka w: 1-3, 4-6, Gim, pondGim
1-3, 4-8, Szkoła średnia
kształcenie informatyczne – w zakresie informatyki
edukacja informatyczna – szeroko jako komputery w edukacji
Cel zmian w podstawie programowej z przedmiotów informatycznych
Rozwiązywanie problemów i „programowanie”
Logiczne myślenie i precyzyjne prezentowanie myśli i pomysłów
Dobra organizacja pracy podczas rozwiązywania problemów
Kompetencje potrzebnedo współpracy
Cel zmian w podstawie programowej z przedmiotów informatycznych
Rozwiązywanie problemów i „programowanie”
Logiczne myślenie i precyzyjne prezentowanie myśli i pomysłów
Dobra organizacja pracy podczas rozwiązywania problemów
Kompetencje potrzebnedo współpracy
Przejście z pozycji cyfrowego konsumenta na
pozycję cyfrowego twórcy
Oczekiwania… Alfabetyzacja XXI wieku•Prawdziwą alfabetyzacją XXI wieku jest programowanie (jako umiejętność korzystania z
innowacyjnych możliwości technologii – komputerów, nie tylko z gotowych rozwiązań)
•Elementem powszechnego kształcenia informatycznego powinna stać się
NAUKA PROGRAMOWANIA – jako metoda rozwoju myślenia komputacyjnego
Oczekiwania… Alfabetyzacja XXI wieku•Prawdziwą alfabetyzacją XXI wieku jest programowanie (jako umiejętność korzystania z
innowacyjnych możliwości technologii – komputerów, nie tylko z gotowych rozwiązań)
•Elementem powszechnego kształcenia informatycznego powinna stać się
NAUKA PROGRAMOWANIA – jako metoda rozwoju myślenia komputacyjnego
• Umiejętność programowania:
• wzbogaca abstrakcyjne myślenie
• umożliwia modelowanie rzeczywistych problemów
• służy do projektowania i tworzenia rozwiązań komputerowych
• jest niezbędne dla otrzymania implementacji rozwiązania z
• wykorzystaniem mocy komputerów
Oczekiwania… Alfabetyzacja XXI wieku•Prawdziwą alfabetyzacją XXI wieku jest programowanie (jako umiejętność korzystania z
innowacyjnych możliwości technologii – komputerów, nie tylko z gotowych rozwiązań)
•Elementem powszechnego kształcenia informatycznego powinna stać się
NAUKA PROGRAMOWANIA – jako metoda rozwoju myślenia komputacyjnego
• Umiejętność programowania:
• wzbogaca abstrakcyjne myślenie
• umożliwia modelowanie rzeczywistych problemów
• służy do projektowania i tworzenia rozwiązań komputerowych
• jest niezbędne dla otrzymania implementacji rozwiązania z
• wykorzystaniem mocy komputerów
• Programuj! Jeśli nie chcesz być programowany!
• Uczy programowania nie programów (różnica między informatyką
a TIK/ICT)
Oczekiwania… Alfabetyzacja XXI wieku•Prawdziwą alfabetyzacją XXI wieku jest programowanie (jako umiejętność korzystania z
innowacyjnych możliwości technologii – komputerów, nie tylko z gotowych rozwiązań)
•Elementem powszechnego kształcenia informatycznego powinna stać się
NAUKA PROGRAMOWANIA – jako metoda rozwoju myślenia komputacyjnego
• Umiejętność programowania:
• wzbogaca abstrakcyjne myślenie
• umożliwia modelowanie rzeczywistych problemów
• służy do projektowania i tworzenia rozwiązań komputerowych
• jest niezbędne dla otrzymania implementacji rozwiązania z
• wykorzystaniem mocy komputerów
• Programuj! Jeśli nie chcesz być programowany!
• Uczy programowania nie programów (różnica między informatyką
a TIK/ICT)
Umiejętność programowania jest ponadczasowa
Relacje między obszarami
Relacje między obszarami
Myśleć jak informatyk to coś więcej niż umieć programować komputer; to wymaga myślenia na wielu
poziomach abstrakcji
Granice naszego języka programowania technologii są granicami naszego poznania świata za
pomocą technologii.
Z każdym językiem jest związana sfera „kultury”, obejmująca różne aspekty językowe, jak
poprawność i styl, znaczenie, komunikację, aspekty społeczne.
Kolejne kroki w procesie rozwiązania sytuacji problemowej
1. Dość luźny opis sytuacji problemowej, zadania do wykonania
2. Zebranie informacji i danych – abstrakcja na niskim poziomie, nie wszystkie dane są potrzebne.
3. Wykrywanie w danych dla problemu: zasad, wzorców, reguł, teorii .
4. Analiza danych i reprezentacja danych (jeszcze poza komputerem): lista, tabela, tabele powiązane
– abstrakcyjne struktury danych.
5. Dekompozycja danych i/lub problemu (na mniejsze znane).
6. Projektowanie algorytmu – modelu obliczeniowego:
• podejście ad hoc – heurystyka
• metody/algorytmy informatyczne: algorytm liniowy, pętle, warunki, rekurencja
• współbieżność, interakcja – zdarzenia
• automatyzacja rozwiązania – program – abstrakcja sytuacji zewnętrznej
7. symulacja komputerowego modelu problemu - testowanie i poprawianie programu
Programując – najpierw pomyśl komputacyjnie…
HEURYSTYKA – umiejętność wykrywania nowych faktów orazznajdowanie związków między faktami,zwłaszcza z wykorzystaniem hipotez.
Kolejne kroki w procesie rozwiązania problemu - nauczanie wczesnoszkolne
1. Sytuacja: na podłodze leżą porozrzucane obrazki zwierząt
Zadanie: znajdź najlżejszego ptaka
2. Dane: selekcja/wybór ptaków – kura ptakiem? lata? – abstrakcja
3. Zasada w danych: zwierzę lata
4. Reprezentacja danych: ptaki w rzędzie, w jakiejś kolejności (lista, ciąg – abstrakcyjne struktury
danych)
5. Dekompozycja: np. na domowe i inne ptaki
6. Algorytm: losowy wybór, systematyczny algorytm: przeglądanie linio-we – abstrakcja, bo liczy się
tylko waga
7. Komputer, program: projekt w Scratchu, w innym języku – automatyzacja sytuacji
wyabstrahowanej – liczby
8. Modyfikacje:
• danych – inne zwierzęta, metody: uporządkuj od najlżejszych
Kolejne kroki w procesie rozwiązania problemu - nauczanie wczesnoszkolne
1. Sytuacja: na podłodze leżą porozrzucane obrazki zwierząt
Zadanie: znajdź najlżejszego ptaka
2. Dane: selekcja/wybór ptaków – kura ptakiem? lata? – abstrakcja
3. Zasada w danych: zwierzę lata
4. Reprezentacja danych: ptaki w rzędzie, w jakiejś kolejności (lista, ciąg – abstrakcyjne struktury
danych)
5. Dekompozycja: np. na domowe i inne ptaki
6. Algorytm: losowy wybór, systematyczny algorytm: przeglądanie linio-we – abstrakcja, bo liczy się
tylko waga
7. Komputer, program: projekt w Scratchu, w innym języku – automatyzacja sytuacji
wyabstrahowanej – liczby
8. Modyfikacje:
• danych – inne zwierzęta, metody: uporządkuj od najlżejszych
PROBLEM DO ROZWIĄZANIA!!!
PROBLEM DO ROZWIĄZANIA!!!
PROBLEM DO ROZWIĄZANIA!!!
Fazy rozwiązywania problemów wg J. Deweya
Funkodowanie dla najmłodszych, czyli jak rozwijać myślenie komputacyjne poprzez zabawę i ruch
w edukacji wczesnoszkolnej i wychowaniu przedszkolnym
MAGICZNY DYWAN
Podłoga interaktywna – interaktywne urządzenie projekcyjnedo ćwiczeń, gier i zabaw ruchowych wraz z zestawem treści multimedialnych.
Funkodowanie dla najmłodszych
KODOWANIE DZWIĘKIEM, RUCHEM I GRAFICZNIE
Funkodowanie dla najmłodszych
Cele i zadania:
• kodowanie dźwiękiem, ruchem i graficznie
• kodowanie i dekodowanie
• koordynacja wzrokowo –ruchowo –słuchowa
• rozwój dużej motoryki
• myślenie logiczne –m.in. uzupełnianie niekompletnych wzorów
• przygotowanie do nauki czytania
• przygotowanie do czytania rytmów tataizacją
• kodowanie wartości rytmicznych: ćwierćnuty i ósemki
• czytanie rytmu ruchem w zakresie dwóch wartości: ćwierćnuty i ósemki
• rytmiczne chodzenie zgodnie z pulsacją metryczną 4/4
Funkodowanie dla najmłodszych
Zadanie:Podążanie po linii stopa za stopą
ŹRÓDŁO POMYSŁÓW:
https://mojedziecikreatywnie.pl/2020/07/kodowanie-w-przedszkolu-i-szkole/
Funkodowanie dla najmłodszych
Zadanie:Narysuj co czujesz
Funkodowanie dla najmłodszych
Zadanie:Kopiowanie ruchów dłoni
Funkodowanie dla najmłodszych
Zadanie:Zaparkuj samochód
Funkodowanie dla najmłodszych
Zadanie:Robimy kanapki wedługprzepisu
Funkodowanie dla najmłodszych
SZACHOWNICA
Geometria dyskretnaRuch Skoczka jest nietypowy, w jego przypadku to cojest dalsze w normalnej geometrii, dla wszystkichinnych figur, w geometrii Skoczka jest bliżej a to cobliższe jest dalsze
Zadanie:wykonanie na szachownicy jak najwięcej ruchów Skoczkiem/Koniem bez powrotu na to samo pole
Funkodowanie dla najmłodszych
STACJA KOSMICZNA Sterowanie robotem
Kodowanie w szkole podstawowej
„…Wbrew niektórym opiniom, TIK jest alternatywą dla słabszych
uczniów, takich którzy dotąd nie osiągnęli sukcesu z powodu swoich
deficytów, czy słabszej umiejętności pisania lub czytania. Uczniowie
pracując na aplikacjach tabletowych, czy interaktywnych
platformach edukacyjnych, często rozwiązują zadania intuicyjnie,
dzięki czemu są w stanie osiągnąć sukces i mieć poczucie
sprawstwa…”
Kodowanie w szkole podstawowej
APLIKACJE:
Rozgrzewka: - https://code.org https://learn.code.org
Scratch – prosty intuicyjny kompilator: (http://scratch.mit.edu)
programowanie w Blockly – 4-6: - https://blockly-games.appspot.com/
Bóbr 2016-2020, zadanie dla Skrzatów (1-3): - http://www.bobr.edu.pl/
Max matematyczny: – http://mogalo.pl/zadania
Kodowanie w szkole podstawowej
Godzina kodowania … przez cały rok: - https://godzinakodowania.pl/node/7
Pinterest - https://pl.pinterest.com/
Tagxedo – chmury wyrazowe, dzięki nim można w kreatywny sposób rozwijać
i utrwalać słownictwo na lekcjach z różnych przedmiotów oraz rozwijać percepcje
wzrokową czy analizę i syntezę wyrazową - (http://www.tagxedo.com)
ToonDoo – narzędzie do tworzenia komiksów - (http://www.toondoo.com)
Jigsaw – narzędzie do samodzielnego tworzenia interaktywnych puzzli -
(http://www.jigsawplanet.com)
Kodowanie w szkole podstawowej
WSPÓŁPRACA
Popplet – tablica pomysłów-prezentacje, mapy myśli.
Stoodle – współpraca w czasie rzeczywistym na wirualnej tablicy (głos, tekst, zdjęcia, rysowanie).
Testmoz – test generator: narzędzie do tworzenia ankiet internetowych. Wprowadzamy własne
pytania, warianty odpowiedzi i otrzymujemy link do wyników głosowania.
LearningApps – testy, tworzenie!!!
Web Whiteboard – tablica online AWW umożliwia szkicowanie, także we współpracy z innymi i łatwe
udostępnianie wyników.
Kodowanie w szkole podstawowej
APLIKACJE PREZENTACYJNE
PREZI – edytor prezentacji online.
Timetoast – tworzenie i udostępnianie osi czasu.
PowToon – tworzenie animowanych filmów i prezentacji.
ANIMOTO – tworzenie filmu video ze zdjęciami i muzyką.
Padlet – tablica na zdjęcia, filmy, dokumenty tekstowe (przeciągnij i upuść). Pozwala na współpracę
w czasie rzeczywistym.
Mózgi – zapisywanie i katalogowanie tekstów, obrazów video znajdowanych w Internecie.
Kodowanie w szkole podstawowej
RYSOWANIE I GRAFIKA:
Bomomo – zabawne narzędzie do rysowania (bez rejestracji!).
ToonyTool – proste tworzenie komiksowych obrazków.
Bibliografia
Dewey, J., 1988. Jak myślimy?, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.Kędracka-Feldman, E., Rostkowska, M., 2016. Nowa podstawa programowa
z informatyki szansą na zmianę dydaktyki wszystkich szkolnych przedmiotów,Informatyka w Edukacji, Toruń 2016.
Kwiatkowska, A. B., 2014. Jak uczyć myślenia algorytmicznego? Relacja z konferencji„Informatyka dla wszystkich”.
Rostkowska, M., 2014. Poszukiwanie programowania i myślenia komputacyjnegow innych przedmiotach w nowej podstawie programowej, Ośrodek EdukacjiInformatycznej i Zastosowań Komputerów.
Stańko, J., Spławska-Murmyło, M., 2017. Sposoby kształtowania u uczniów zdolnościalgorytmicznego rozwiązywania problemów, Zestaw 7, 1, Ośrodek RozwojuEdukacji, Warszawa.
Bibliografia
Sysło, M. M., 2014. Myślenie komputacyjne. Nowe spojrzenie na kompetencjeinformatyczne, materiały konferencji, Informatyka w Edukacji XI, UMK, Toruń,15-32
Sysło, M. M., 2018. Myślenie komputacyjne – kompetencje informatyczne dlakażdego, UMK Toruń, http://mmsyslo.pl
Sysło, M. M., 2018. Jak myśleć komputacyjnie, Informatyka w Edukacji, XV, UMKToruń.
Walat, A., 2007. Zarys dydaktyki informatyki, OEIiZK, Warszawa. Wing, J., 2006. Computational thinking, Comm. ACM 49(3), 33–35