Развитие алгоритмических умений | Измайлова Виктория Станиславовна. Работа №329597

Развитие алгоритмических умений в дошкольном возрасте средствами мобильных приложений

До недавних пор программирование, как специфическая деятельность, связанная с процессом написания компьютерных программ, была уделом ограниченного круга специалистов сферы высоких технологий. Но в условиях динамичного технологического прогресса, когда цифровые технологии стали частью культурного пространства человека, возникает потребность в новых формах и продуктах для обучения, которые помогают детям гармонично социализироваться в современном социокультурном пространстве. Программирование, как специфическая деятельность, опирается на математические законы и понятия, которыми должен владеть субъект деятельности при создании нового программного продукта, таким образом, для овладения данным видом деятельности дети должны владеть базовыми математическими понятиями и представлениями, соответствующими возрастным нормам дошкольного возраста.

Многие специалисты отмечают актуальность математического образования детей дошкольного возраста, способствующего становлению информационной культуры дошкольника в условиях насыщенного информационными технологиями современного общества. По мнению Ворониной Л.В., «посредством математического образования уже в дошкольном возрасте следует закладывать предпосылки успешной адаптации растущего человека к ускоряющимся процессам информатизации и технологизации общества, закладывать основы необходимой современному человеку математической культуры. Однако в реальном образовательном процессе этого не происходит»[1]. Воронина Л.В. отмечает, что « математическое образование дошкольников не реализуется целостно, так как раскрываются только отдельные стороны образования – формирование элементарных математических представлений (обучение математике) и математическое развитие» [1].

В описании инновационной модели математического образования дошкольников Воронина Л.В. отмечает что, «умение формулировать, записывать, проверять алгоритмы, а также точно их исполнять составляет важнейший компонент математической культуры личности. Поэтому в содержание математического образования дошкольников мы включили изучение алгоритмов и формирование у дошкольников алгоритмических умений, так как данная содержательная линия почти не рассматривается в современных образовательных программах ДОУ (кроме программы «Детство») [1].

Как отмечают специалисты, «математическая культура ребенка дошкольного возраста – это личностное интегративное качество, представляющее собой соответствующий особенностям детского возраста результат взаимодействия ценностно-оценочного, когнитивного, действенно-практического и рефлексивно-оценочного компонентов, которые характеризуются соответствующим возрасту уровнем сформированности ценностного отношения к получаемым математическим знаниям (ценностно-оценочный компонент), задаваемым обществом объемом математических знаний и умений, необходимых для успешной адаптации ребенка к процессам социальной коммуникации (когнитивный компонент) и уровнем развития способности к рефлексии процесса (рефлексивно-оценочный компонент) и к практическому применению в самостоятельной деятельности математических знаний и умений (действенно-практический компонент)» [1].

Утюмова Е.А., анализируя в своей статье работы А. А. Столяра, Л. В. Ворониной, С. Д. Язвинской, О.Родионовой по формированию алгоритмических умений и современных целей обучения ребенка в дошкольном образовательном учреждении, дает следующее определение алгоритмических умений дошкольников: «алгоритмические умения – это осознание дошкольниками необходимости планирования своих действий, умение работать по образцу, понимать, выполнять и составлять алгоритмы, правила, предписания, анализировать, корректировать, переносить усвоенные действия в новые ситуации в процессе осуществления алгоритмических действий, описывать их понятным другим людям языком и средствами» [2, с. 135].

Деятельность, связанная с формированием алгоритмических умений у дошкольников, по мнению Утюмовой Е.А., «способствуют интенсивному развитию предпосылок регулятивного компонента универсальных учебных действий. Ведь именно алгоритм позволяет осуществлять планирование своих действий, направленных на достижение конкретной цели, разбивая их на отдельные шаги»… «Ведь алгоритм – это и есть способ принятия и удержания цели своей предстоящей деятельности, это последовательность шагов (операций) для осуществления решения практических и учебных задач. Овладение алгоритмом обеспечивает возможность переноса метода решения данной задачи на похожие задачи» [2, с. 135].

Как отмечает Утюмова Е.А.,  «применение изученного алгоритма для решения целого ряда похожих задач способствует развитию у дошкольников умения устанавливать аналогии. Выполнение же заданий на применение операций классификации, сериации, установления взаимно-однозначного соответствия, сравнения объектов по выделенному признаку невозможно без знания соответствующих алгоритмов, правил их выполнения» [2, с. 135].

Специалисты определяют, что  «для того чтобы правило, предписание можно было назвать алгоритмом, оно должно удовлетворять следующим требованиям:

- дискретности (нельзя менять местами действия, шаги алгоритма);

- детерминированности (каждое действие, шаг должно быть четко определено и однозначно понято, алгоритм должен содержать конечное число шагов);

- результативности (алгоритм и каждое действие должно приводить к достижению требуемого результата);

- массовости (алгоритм может быть применим для решения однотипных задач);

- понятности (все действия должны быть понятны и доступны исполнителю)» [2, с. 135] .

Отмечая актуальность развития математической культуры в дошкольном возрасте в контексте развития современного общества в исследованиях специалистов, можно отметить, что в публикуемых работах практически не описывается значение информационно-коммуникационных технологий, возможностей программных продуктов, которые поддерживают развитие необходимых компетенций у современных дошкольников. Традиционный подход, который предполагает использование дидактических карт и опорных схем, в настоящее время необходимо объединить с возможностями ИКТ – средств и программных продуктов, которые поддерживают развитие алгоритмических умений и элементарных математических представлений у детей дошкольного возраста.

В данной статье мы рассмотрим некоторые программные продукты или мобильные приложения, которые поддерживают формирование алгоритмических умений у детей, начиная с 4-х лет.

В зависимости от структуры выполняемых в алгоритме действий различают три вида алгоритма: линейный, разветвляющийся и циклический. Данные виды алгоритмов можно составлять в  мобильных приложениях по детскому программированию.

Осваивать алгоритмические умения у детей среднего дошкольного возраста рекомендуется  с линейных алгоритмов. «Линейный алгоритм – это алгоритм, в котором все действия выполняются однократно, последовательно, в заданном порядке.

Например, алгоритм кормления рыб в аквариуме:

1) взять корм,

2) открыть крышку аквариума,

3) насыпать корм в кормушку,

4) закрыть крышку аквариума,

5) постучать по стенке аквариума» [2, с. 135] .

Линейный алгоритм в программе – это набор последовательных  команд, которые задает ребенок управляемому объекту, чтобы получить нужный результат. Если алгоритм составлен правильно, т.е. ребенок оперирует логическими понятиями и пространственными представлениями необходимыми для данной деятельности, то он получит желаемый результат. Если есть ошибки в постановке команд, то ребенку придется самостоятельно сделать анализ, чтобы успешно пройти этот уровень. В подобных программах уровни управления объектами выстраиваются от простых к сложным, закрепляя алгоритмические умения детей в игровой и доступной форме.

К мобильным приложениям по детскому программированию, где используется линейный алгоритм, можно отнести Lighbot Hour, Bee-bot.

Существуют отечественные программы, например, «ПиктоМир», разработанный НИИСИ РАН по заказу Российской академии наук, которые воспитатель может предлагать детям старшего дошкольного возраста в форме свободной игры или использовать данный программный продукт в деятельности на занятиях по развитию математических представлений детей.

Данные программные продукты – мобильные приложения, можно рассматривать в качестве программ-тренажеров для формирования алгоритмических умений дошкольников, так как последовательность этапов игры предполагает составление дошкольником алгоритмов от простых к более сложным. Рейтинг программы оценивает навыки ребенка на каждом этапе.

В представленных программных продуктах Bee-bot интересен тем, что основная игра представлена для детей в виде настольной дидактической игры с игрушками – управляемыми жуками-роботами. Дети осваивают алгоритмические умения на карточках-командах на игровом поле, составляя линейный алгоритм для движения жука-робота. Мобильное приложение предлагает ребенку цифровой формат этой игры с набором команд.

Многие современные разработчики игровых программных продуктов для детей дошкольного возраста по программированию используют данный подход - дидактическая настольная игра с управляемым объектом и цифровое приложение, которое воспроизводит данную дидактическую игру с объектом. 

Этот прием соответствует логике дошкольного возраста – от конкретных действий с предметами к абстрактной модели действий с заместителями.

Активная обучающая функция педагога в формате дидактической настольной игры переходит в вспомогательную в условиях деятельности с программным продуктом, так как программный продукт поддерживает функции контроля и коррекции команд.

Важно понимать, что целью в данной дидактической игре будет не составление алгоритма для передвижения жука-робота, а решение детьми с помощью алгоритма действий проблемной задачи, поставленной воспитателем перед детьми: помочь зайчику с помощью жука-помощника найти дорогу домой, собрать все жёлтые листики на лесной полянке и другие проблемные задачи. Игровой момент пробуждает познавательную активность детей, интерес детей к разным способам составления алгоритма, а также формирует способности к решению разного типа проблемных задач с помощью алгоритма.

Scratch Jr – инновационный программный продукт, представленный для дошкольников в формате мобильного приложения по объектно-ориентированному программированию. В данном приложении дети могут освоить помимо линейного - циклический алгоритм.

«Циклический алгоритм – это алгоритм, в котором определенная последовательность действий повторяется несколько раз, пока не будет выполнено заданное условие.

Многие процессы в окружающей нас жизни основаны на многократном повторении одних и тех же действий: смена времен года, дня и ночи, восхода и захода солнца и т. д.» [2, с. 135]. Блоки категорий в Scratch Jr позволяют создать программу - сценарий в виде линейного и циклического алгоритма. Данное приложение поддерживает многие виды дошкольной деятельности: продуктивную, речевую и познавательную деятельность, формирует алгоритмические умения у дошкольников в разных образовательных областях, таких как социально-коммуникативное развитие, познавательное развитие, речевое развитие, художественно-эстетическое развитие. Особенностью данного программного продукта является наличие графического редактора, с помощью которого дети могут добавлять свои объекты в программу - сценарий, создавать фоны, т.е. самостоятельно разрабатывать дизайн своего электронного проекта. Работая над сценарием программы, дети должны придумать сюжет, а для программирования сюжета необходимо составить алгоритм из блоков категорий. Таким образом, творческая деятельность детей следует логическим понятиям элементарного программирования. Данная деятельность является новой для дошкольного возраста и обладает большим потенциалом для развития познавательных способностей детей. Осваивая подобные программные продукты, дети не только развивают логическое мышление и алгоритмические умения, но и базовые информационные компетенции, необходимые для деятельности с программными продуктами.

Образовательная деятельность с использованием данных программных продуктов включает следующие этапы:

Подготовительный или этап постановки проблемы. «Воспитатель создает проблемную ситуацию, побуждает дошкольников к ее решению, организует поиск решения» [2, с. 137]..

Например, для понимания дошкольниками такого явления, как ветер, можно предварительно организовать продуктивную деятельность по созданию бумажных корабликов и предложить дошколятам запустить свои кораблики на воде в тазу. Предложить детям подумать, какими способами мы можем заставить наши кораблики плыть в заданном направлении. Рассмотреть самые древние способы, которые использовали люди для передвижения на воде. Определить, что ветер – это движение воздуха. Попробовать, что такое – «быть ветром», дуя на свой кораблик с разной силой.

Ориентировочный этап. «Воспитатель выясняет, что нужно сделать, чтобы получить требуемый результат». [2, с. 138].

Определяем блоки категорий, чтобы создать модель движения судна на море, составляем программу-сценарий циклического алгоритма.

На данном этапе мы предлагаем использовать базовую модель ТРИЗ «объект-признак-значение признака» для создания наглядных моделей объектов программы-сценария.

Деятельностный этап.

Проектирование дизайна программы: фон, основные объекты. Составление программы – сценария из блоков категорий для модели движения судна на море.

Контрольный этап.

Запуск программы-сценария, корректировка при необходимости программы-сценария.

Презентация проекта.

Дети представляют свои проекты, созданные в Scratch Jr , которые являются творческим итогом темы занятия.

Данные проекты можно рассматривать в качестве компьютерной модели изучаемого явления или процесса, которая передает динамические характеристики объекта и является современной технологией познания изучаемого объекта.

Таким образом, используя современные программы по объектно-ориентированному программированию, специалисты не только создают условия для формирования алгоритмических умений у детей дошкольного возраста, но и становления первых предпосылок исследовательской и проектной деятельности с использованием современного компьютерного инструментария и технологий, умения нестандартно мыслить при решении проблемных задач, становления общей информационной компетентности подрастающего поколения. Использование программных продуктов по программированию в образовательной деятельности детского сада – это переход от вспомогательных теоретических приемов формирования алгоритмических умений в дошкольном возрасте к деятельности, связанной со спецификой использования кода для решения разнообразных задач – от игровых к образовательным.

Литература

1. Новосёлов, С.А. , Воронина Л. В. Инновационная модель математического образования дошкольников / С.А. Новосёлов, Воронина Л. В. // Педагогическое образование.- 2009. -№3.

2. Утюмова Е. А. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ АЛГОРИТМИЧЕСКИХ УМЕНИЙ У ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА/ Утюмова Е. А. // Педагогическое образование в России.- 2014. -№3. – с. 134 -138.

3. Воронина Л. В. Развитие творческого потенциала дошкольников через формирование у них алгоритмических умений // Педагогические системы развития творчества : мат-лы 10-й Междунар. науч.- практ. конф. (Екатеринбург, 13-14 декабря 2011 г.). Екатеринбург, 2011. Ч. 1. С. 135-140

4.Воронина Л. В., Утюмова Е. А. Развитие универсальных предпосылок учебной деятельности дошкольников посредством формирования алгоритмических умений // Образование и наука. 2013. № 1. С. 74–84.

5.Воронина, Л.В. Алгоритмическая подготовка дошкольников в ДОУ в контексте адаптации детей к жизни в высокотехнологичном обществе / Л.В. Воронина, В.В. Артемьева // Педагогические системы развития творчества: материалы VIII междунар. науч.-практ. конф., Екатеринбург, 21-22 декабря 2009 г.: В 3 ч. / Урал. гос. пед. ун-т. – Екатеринбург, 2010. – Ч.3. – С. 66-76 (0,9 п.л. / авт. 0,6 п.л.).

6. Формирование элементарных математических представлений у дошкольников : учебное пособие для студ. пед. институтов / под ред. А. А. Столяра. М. : Просвещение, 1988. 303 с.

7.Шадриков В. Д. Деятельность и способности. М. : Логос, 1994. 320 с.