Министерство образования и науки Российской Федерации 
Институт проблем информатики ФИЦ ИУ РАН
Федеральный институт развития образования
Академия повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования
Московский институт открытого образования     
Автономная некоммерческая организация
«Информационные технологии в образовании»
 Международная научно-практическая конференция
«Информатизация образования: тенденции, перспективы, инновации»
«ИТО-КФО-2015»
27 апреля - 3 мая 2015 года, Крым, Большая Алушта, пос.Малореченское

Общедоступное программирование на Scratch

ГБОУ Городской методический центр ДОгМ
В статье представлена возможность использования программного модуля "Пропедевтика программирования со Scratch" в образовательном процессе для изучения алгоритмических конструкций языков программирования, развития алгоритмического и креативного мышления обучающихся.
«Чтобы научиться думать, надо сначала научиться придумывать» Дж. Родари

 В большинстве стран мира наблюдается дефицит научно-технических кадров. Современная ситуация в нашей стране характеризуется существенным кадровым дефицитом специалистов отрасли информационных технологий. Это отражено в «Стратегиия развития отрасли информационных технологий в Российской Федерации на 2014-2020 годы и на перспективу до 2025 года» [1]. Для выхода из сложившейся ситуации нужно растить будущих специалистов уже сегодня. Поскольку потенциальные специалисты отрасли информационных технологий сегодня обучаются в средней школе, то именно для них и нужно внести соответствующие изменения в основную образовательную программу.

Мир сегодняшнего школьника насыщен различными гаджетами, огромным количеством умной техники, его сложно чем-то удивить. Ребёнку достаточно просто нажать на кнопку, и прибор сам выполнит нужные манипуляции. Нет необходимости что-то придумывать, практически всё уже реализовано в многочисленных smart-решениях.

Профессии программиста, IT-специалиста обучающиеся считают сложными, поэтому на ступени предпрофильной школы боятся их выбирать.

Нужны новые формы обучения, когда ученик сам стремится к познанию. Нужен инструмент — программная среда, которая способна удержать внимание, предоставить возможность приобрести первый опыт в программировании, не отпугнув при этом сложностью реализации. Интерактивная среда должна быть иллюстративна, интуитивно понятна, давать возможность получения быстрого результата. Всем указанным свойствам отвечает программная среда Scratch — это свободный мультиплатформенный программный продукт, проект группы Lifelong Kindergarten MIT Media Lab [2]. Программная среда общедоступна, что снимает препятствие для использования её не только в школе, но и в домашних условиях.

Популяризацию профессии программист можно начинать в курсе информатики 5-6 классов [3][4], используя дополнительный модуль «Пропедевтика программирования со Scratch» [5]. В основе программы модуля лежит изучение алгоритмических конструкций, свойственных языкам программирования высокого уровня. Изучение модуля способствует развитию логических способностей. Учитывая возрастные особенности, программу рекомендуется включить в основную образовательную программу для 5 класса. В основе модуля лежит технология проектного обучения. Программа составлена таким образом, что на каждом уроке обучающийся создает мини-проект. Перечень решаемых задач подобран так, чтобы показать возможности написанной программы с разных сторон. Например, при решении задач, основанных на линейном алгоритме, совместными усилиями пишется одна простая программа. А после этого обучающимся предлагается использовать ту же программу для решения других задач. При этом результат выполнения одной и той же программы, но при разных начальных условиях выглядит по-разному [6]. Обучающийся привыкает мыслить шире. Он может сам придумать новые варианты реализации уже написанной программы, привыкает творить.

Использование программной среды Scratch в образовательном процессе может быть построено по-разному. Первый подход заключается в последовательном изучении команд и возможностей, предоставляемых средой программирования, с основным акцентом на использование визуальных эффектов и мультимедийных возможностей. Этот подход используется наиболее часто [7][8]. Второй подход, который и реализован в модуле «Пропедевтика программирования со Scratch» [5], основан, в первую очередь, на изучении алгоритмических конструкций. При составлении программы образовательного модуля задачи подбирались так, чтобы наилучшим образом показать возможные типы алгоритмов и их применение в реальных проектных задачах.

У программного модуля «Пропедевтика программирования со Scratch» существует дистанционная поддержка. Разработаны и выложены в сеть Интернет видео-уроки, которые могут быть использованы при объяснении нового материала. Для разнообразия процесса обучения и достижения наилучшего результата может быть использована технология «перевёрнутого урока», когда обучающийся в домашних условиях самостоятельно изучает материал видео-урока, а решение задач переносится на урочное время в школу.

Изучение программного модуля во многом способствует закреплению знаний различных предметных областей. Тематика мини-проектов охватывает такие предметы как математика, биология, технология, география и др.

Поскольку многие команды программной среды Scratch предполагают определенные знания предметной области «математика», то рекомендованные в модуле задания подобраны в соответствии с изучаемым материалом по предмету. Так, на первом этапе изучения исключены команды поворота на любой угол, кроме прямого, поскольку градусная мера угла изучается в конце 5-го класса [9]. Существующие в программной среде возможности освоения координатной плоскости, которая на уроках математики изучается позднее, перенесены во вторую часть программного модуля.

В процессе обучения на разных этапах предлагаются для реализации одни и те же задачи. Делается это для того, чтобы привить вкус к хорошему программированию. Программа, в которой можно использовать циклическую конструкцию всегда короче программы, основанной на линейном алгоритме. Если в начале обучения красота программы воспринимается пропорционально её длине (чем больше команд, тем лучше), то по мере приобретения алгоритмического опыта обучающимися, приходит понимание того, что красивая программа — это короткая программа. Формируется умение поиска кратчайшего алгоритма.

Развитие креативного мышления при изучении программного модуля обеспечивается многообразием визуальных средств программной среды Scratch, включая возможности встроенного растрового редактора. Изучение алгоритмики [4] поддерживается умением создавать блок-схемы в векторном графическом редакторе LidreOffice Draw [10]. Таким образом, приобретаются попутные умения — опыт работы в графических редакторах как растровых, так и векторных.

Уроки содержат мини-проекты, требующие для реализации от любого обучающегося не более 15-20 минут. В качестве результата каждый ученик обязательно получит завершенную работающую программу, что обеспечит ему ситуацию успеха на каждом уроке.

Реализация дифференцированного подхода к обучению заключается в том, что для одаренных детей предлагается значительное количество дополнительных задач, желающие могут получить задания для создания мини-проектов во внеурочное время.

Каждый ученик ощущает себя успешным. Массовое обучение началам программирования, благодаря визуализации программ в среде Scratch, происходит на позитивной ноте, способствует креативному развитию личности.

Изучение программного модуля возможно не только в рамках основного образования, но и в рамках дополнительного образования в соответствии с федеральным законом № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» [11].

Активация интереса молодежи к отрасли информационных технологий, а также поддержка интереса к изучению информатики входит в число приоритетных задач, поддерживаемых Минобрнауки России. Департаментом государственной политики в сфере общего образования Минобрнауки России проведена акция «Час кода в России» в рамках международной акции «Всемирный Час Кода» [12]. В качестве одного из методических материалов акции был представлен авторский видео-урок "Знакомство со средой программирования SCRATCH" для обучающихся 5 - 7 классов. Резкое увеличение количества обращений к видео-каналу в период проведения акции свидетельствует о популярности программной среды Scratch.

Применение в образовательном процессе интерактивной программной среды Scratch помогает развитию логического и творческого мышления, мотивирует обучающихся к дальнейшему изучению языков программирования, способствует популяризации профессий области IT.

В России по статистике количество людей, обладающих понятийным мышлением, колеблется около 20%. При этом известно, что понятийное мышление должно быть сформировано в период школьного обучения [13]. Формированию и развитию понятийного мышления способствует развитие логики, а именно логическое мышление успешно развивается благодаря использованию интерактивной программной среды Scratch.

Общедоступное программирование на Scratch не только формирует алгоритмическое мышление, служит популяризации профессий отрасли IT, но и может способствовать увеличению количества россиян со сформированным понятийным мышлением.

Список использованных источников
  1. Распоряжение Правительства РФ от 1 ноября 2013 г. № 2026-р «Стратегиия развития отрасли информационных технологий в Российской Федерации на 2014-2020 годы и на перспективу до 2025 года»
  2. Scratch [Электронный ресурс]. URL:: https://scratch.mit.edu/ (дата обращения: 28.03.2015)
  3. Информатика : учебник для 5 класса / Л.Л. Босова, А.Ю. Босова. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний
  4. Информатика : учебник для 6 класса / Л.Л. Босова, А.Ю. Босова. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний
  5. Сорокина, Т. Е. Пропедевтика программирования со Scratch. – «Слово учителю» Сетевое издание ГМЦ . – Москва, 2014
  6. Scratch_Lesson_05 Линейный алгоритм. Рисование линий исполнителем Scratch [Электронный ресурс]. URL:: https://youtu.be/dG_rdHpzfMg
  7. Рындак, В. Г. Проектная деятельность школьника в среде программирования Scratch; учебно-методическое пособие / В.Г. Рындак, В.О. Дженжер, Л.В. Денисова. – Оренбург: Оренб. гос. ин-т менеджмента, 2009. – 116 с.: ил.
  8. Мастерская «Мозаика Скретч» [Электронный ресурс] / Псковики, 2012. –   Режим доступа: http://wiki.pskovedu.ru/index.php/Мастерская_Мозаика_Scratch
  9. Математика : учебник для 5 класса / Н.Я. Виленкин, В.И. Жохов и др. – 31-е изд., стер. - М: 2013. - 280с.
  10. Свободный офисный пакет [Электронный ресурс]. URL::http://www.libreoffice.org/ (дата обращения: 20.04.2015)
  11. Федеральный закон Российской Федерации от 29 декабря 2012 г. № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации».
  12. Час кода в России [Электронный ресурс]. URL::http://mosmetod.ru/centr/proekty/chas-koda-v-rossii/ID-nomer-menyu-102.html (дата обращения: 22.04.2015)
  13. Разрыв между умными и глупыми нарастает [Электронный ресурс]. URL::http://www.rosbalt.ru/main/2013/12/04/1207437.html (дата обращения: 20.04.2015)
Вид представления доклада  Публикация
Уровень  Основное общее образование
Ключевые слова  Scratch, программирование, информатика, алгоритм, алгоритмическое мышление, программная среда, перевернутый класс, час кода

В статусе «Черновик» Вы можете производить с тезисами любые действия.

В статусе «Отправлено в Оргкомитет» тезисы проходят проверку в Оргкомитете. Статус «Черновик» может быть возвращен тезисам либо если есть замечания рецензента, либо тезисы превышают требуемый объем, либо по запросу участника.

В статусе «Рекомендован к публикации» тезис публикуется на сайте. Статус «Черновик» может быть возвращен либо по запросу участника, либо при неоплате публикации, если она предусмотрена, либо если тезисы превышают требуемый объем.

Статус «Опубликован» означает, что издана бумажная версия тезиса и тезис изменить нельзя. В некоторых крайне редких ситуацих участник может договориться с Оргкомитетом о переводе тезисов в статус «Черновик».

Статус «Отклонен» означает, что по ряду причин, которые указаны в комментариях к тезису, Оргкомитет не может принять тезисы к публикации. Из отклоненных тезис в «Черновики» может вернуть только Председатель программного или председатель оргкомитета.