Статья: Изучение программирования с позиции теории когнитивной нагрузки (2024)

Рекурсивная функция для решения задания 23 ЕГЭ по информатике на динамическое программирование используется экзаменуемыми без глубокого понимания принципов ее работы: при сформированном навыке ее использования отсутствуют необходимые знания, что является беззнаниевой формой компетенции. Формирование понимания принципов работы программного кода и переход от беззнаниевой формы к полноценным компетенциям и компетентностям — информационным, цифровым, математическим, а также в области программирования — позволит ученикам получить более глубокие знания теории рекурсивных функций, сформировать навыки, деятельностные и ценностные отношения в области решения задач динамического программирования на более высоком уровне, что способно привести к улучшению образовательных результатов, пониманию методов динамического программирования, применяемых в том числе на ЕГЭ и олимпиадах по информатике. Для формирования знаниевой компоненты компетенции предлагается построение, изучение и использование деревьев вызовов рассматриваемой рекурсивной функции, созданных в среде программирования Observable, а также изучение мемоизации как ключевого отличия метода динамического программирования от рекурсии.

В современном школьном образовании актуализируется проблема обучения школьников технологиям сбора, анализа и защиты данных собственного цифрового следа и формирования у них соответствующих компонентов цифровой грамотности. Элективный курс «Мой цифровой след» включает следующие темы: «Понятие цифрового следа», «Кибергигиена при работе с большими данными», «Извлечение и анализ цифрового следа». Описан ход лабораторных работ «Анализ собственного цифрового следа» и «Анализ цифрового следа с помощью автоматизированных инструментов». Представлены примеры практических заданий на анализ жизненных ситуаций. Элективный курс нацелен на формирование предметных результатов, входящих в компонентный состав цифровой грамотности школьников: понимание сути понятия «цифровой след», структуры и состава личных данных, составляющих цифровой след, умение выявлять и анализировать собственный цифровой след, владение навыками управления своим цифровым следом.

В статье рассматривается проблема информационной безопасности в контексте фундаментальных вызовов цифрового социума и задач современного образования. Основной акцент делается на осмыслении механизмов информационных угроз и выработке стратегии защиты от этих угроз.

Рассматриваются следующие аспекты информационной безопасности: феномен «личности онлайн» и угрозы для человеческой личности, исходящие от социальных сетей, гаджетов, смартфонов и т. д.; социальные информационные технологии со скрытой целью; искусственный интеллект, его технологический и мировоззренческий контексты. Методология анализа информационных угроз основана на выделении трех ключевых составляющих информации: запись, смысл, отношение субъекта. Это позволяет рассматривать различные феномены информационного социума с единой точки зрения. Обсуждаются вопросы изучения основ информационной и ментальной безопасности в рамках отдельных учебных предметов.

В статье рассматриваются вопросы ознакомления обучающихся с основами искусственного интеллекта в процессе организации обучения программированию во внеурочной деятельности, а также возможности, предоставляемые средой программирования PictoBlox в процессе организации обучения программированию во внеурочной деятельности учащихся пятых и шестых классов. Приведен краткий обзор данной среды программирования, рассмотрен процесс создания проектов с использованием машинного обучения и искусственного интеллекта. Приведены примеры проектов, в которых используются элементы машинного обучения и искусственного интеллекта. Материалы статьи познакомят учителей информатики и педагогов дополнительного образования с основными методическими подходами к использованию среды программирования PictoBlox в образовательном процессе и будут способствовать организации занятий внеурочной деятельности с использованием данного программного обеспечения.

В статье представлены результаты анализа публикаций в ряде научно-методических журналов по вопросам теории и методики обучения информатике — выделен ряд компетенций, которыми должен обладать современный учитель информатики: способность расширять и наполнять новым содержанием систему целеполагания, процесс реализации межпредметной проектной деятельности учащихся; готовность к формированию знаний и умений по коммуникации с учащимися и организации разнообразных видов сотрудничества учащихся на различных этапах урока информатики; способность прогнозировать результаты обучения и оценивать потребность в соответствующих современных дидактических материалах и средствах обучения учащихся информатике в условиях цифровой трансформации общества. Для их формирования необходимым условием выступает способность студентов конструировать планы-конспекты уроков. Для этого было разработано электронное приложение. Приведено виденье авторов по представлению разделов электронного средства обучения (разделы «Знакомство с приложением», «Формирование отдельных элементов плана-конспекта урока», «Конструирование содержания плана-конспекта урока», «Мои конспекты»). Описана система заданий и упражнений для поэтапного обучения студентов конструированию планов-конспектов уроков информатики. Задание рассматривается как комплексная разработка целостного плана-конспекта урока информатики или его фрагмента на основе представленных в электронном средстве обучения дидактических материалов. Каждое упражнение — это указание на определенный набор действий, которые необходимо выполнить, чтобы реализовать отдельную минимальную логически завершенную часть комплексной разработки. Приведены рекомендации по оцениванию успешности выполнения заданий студентами.

В статье рассматривается игровой подход к обучению младших школьников решению нестандартных стратегических задач с использованием компьютерных интерактивных моделей. Предлагаются различные формы описания выигрышных стратегий: таблицы, цепочки, графы, блок-схемы. Рассматриваются основные понятия теории игры, необходимые для обучения младших школьников решению нестандартных стратегических задач. На примере четырех нестандартных задач описываются различные подходы к организации деятельности учащихся начальной школы по разработке выигрышных стратегий на основе анализа задачи с конца и на примере стратегии дополнения до фиксированного числа. Особую роль в организации такой деятельности в начальной школе авторы отводят использованию компьютерных моделей стратегических задач для включения в игровую ситуацию и для предоставления детям возможности проведения анализа выигрышной стратегии соперника, заложенной в компьютерной программе.

В статье рассказывается о связи знаний, умений и навыков, получаемых на уроках информатики в школе, с компетенциями специалистов полиграфической отрасли. Говорится о полиграфии, как одной из важнейших областей, в которой информационные технологии находят широкое применение. Рассматриваются такие понятия, как «компьютерная графика», «допечатная подготовка» («prepress»), «послепечатная обработка» («postpress»). Рассматривается один из подходов к изучению понятия «растровая точка». Приводятся примеры профессиональных программных продуктов, которые используются и в школьном курсе информатики, и в профессиональной полиграфии. Предлагается перечень тем для проведения занятий по информатике — курса внеурочной деятельности или блока дополнительного образования. Подчеркивается значимость качественной подготовки обучающихся на уроках информатики, во внеурочной деятельности и кружковой работе блока дополнительного образования.

Статья посвящена основным вопросам безопасного поведения школьников VII—IX классов в социальных сетях. Обосновывается актуальность обучения школьников вопросам безопасного поведения в социальных сетях. Предложено описание курса внеурочной деятельности для учащихся основной школы «Твоя личная безопасность в социальных сетях», направленного на формирование у школьников безопасного поведения в социальной сети. Представлено содержание и приводятся примеры практических заданий, которые учитель может использовать при организации занятий с учащимися, как в урочное, так и во внеурочное время. Раскрываются такие вопросы, как: защита профиля в социальной сети; содержание, размещаемое в сети; медиаграмотность; сетевой этикет и коммуникация; травля и кибербуллинг; мошенничество; защита своих прав и поддержка ментального здоровья. Подробно рассмотрено исследовательское задание «Опасности, которые подстерегают нас в социальных сетях».

В статье рассматривается механизм формирования планируемых личностных и метапредметных результатов в контексте развития читательской и цифровой грамотности в рамках изучения темы «Текстовые документы» курса информатики VII класса. Подчеркивается связь учебного предмета «Информатика» и ключевых метапредметных результатов на уровне основного общего образования. Отмечается сложность формирования отдельных личностных результатов по причине малой связи с предметным содержанием. Также отмечена проблема создания мотивации, которая решается использованием кейс-технологии. Предлагается группа учебных заданий, формирующих указанные результаты. Обусловлена целесообразность внедрения таких заданий, используемых для закрепления предметных результатов курса информатики VII класса. Для каждого из приведенных заданий предложен образец решения (в нескольких формах), а также перечень формируемых личностных и метапредметных результатов. Сделаны выводы о полезности применения такого подхода и возможности масштабирования заданий с целью улучшения уровня цифровой грамотности школьников и их образовательных результатов.

Реализация внутрипредметных связей позволяет частично снизить остроту противоречия между информационной насыщенностью курса информатики и существующими сроками обучения. Для определения внутрипредметных связей целесообразно использовать ассоциативный подход, при этом под ассоциацией понимается форма организации психических процессов, которую они принимают на конечной стадии своего формирования. Так как локальные ассоциации имеют тенденцию к «затуханию», необходимо их включение в системы ассоциаций разного уровня. Оправданным является включение частно-системных ассоциаций, сформированных при изучении темы «Системы счисления», в структуру ассоциаций, формирующихся при обучении программированию. В статье приведены примеры заданий для различных тем раздела «Алгоритмы и программирование», предполагающие оперирование с числами в различных системах счисления. Критерием сформированности разнообразных ассоциативных связей могут служить способы решения школьниками заданий на анализ готовой программы.

Появление инструментов искусственного интеллекта, таких как ChatGPT, разработанного компанией OpenAI, радикально трансформировало образовательную среду, предоставив студентам мощные инструменты для выполнения письменных заданий, асинхронного общения, ответов на вопросы и оценивания результатов экзаменов и тестов. В то время как эти технологии открывают новые возможности для обучения и творчества, они также порождают небезосновательные опасения относительно академической честности и увеличения числа мошенничеств со стороны студентов. На примере ChatGPT рассматриваются влияние искусственного интеллекта на образовательный процесс в специфическом контексте повышения рисков, связанных с академической нечестностью, возможность разработки стратегий для идентификации работ, созданных с помощью ИИ, а также создание методов противодействия студенческому мошенничеству. Приведены примеры нечестного поведения студентов с отрицательной и положительной реакцией преподавателей.

В статье обосновывается необходимость применения визуальных форм представления учебного материала с учетом особенностей современного поколения обучающихся. Приводятся описание и требования к созданию таких визуальных форм представления учебного материала, как видеоролики и опорные конспекты, отмечается их дидактический потенциал: сообщение и систематизация учебной информации; формирование наглядных представлений о явлениях, событиях и фактах; повышение информационной плотности занятий за счет ускоренной подачи информации; обеспечение эмоциональной насыщенности учебного материала и формирование на этой основе позитивного отношения обучающихся; индивидуализация процесса обучения. Дается описание комплекса визуальных средств обучения «Начала программирования на Python», включающего видеоролики и опорные конспекты. Приводится пример сценария урока комбинированного типа с комплексным использованием видеоролика и опорного конспекта.