Статья: Диагностическая работа по информатике для учащихся IX классов на проверку сформированности функциональной грамотности (2024)

В статье актуализируется необходимость использования онлайн-курсов по программированию, включающих автоматическую проверку кода, в организации самостоятельной работы обучающихся старших классов. Предлагается обзор открытых онлайнкурсов, предназначенных для изучения языка программирования Python, реализованных на разных платформах. Обсуждаются возможности каждого онлайн-курса для решения образовательных задач, таких как общая подготовка обучающихся по программированию, подготовка к государственным экзаменам, формирование навыков решения олимпиадных задач, организация проектной деятельности, профориентация школьников. Проанализированы технические возможности платформ, на которых представлены курсы, с точки зрения их дидактического потенциала. Предлагаются формы организации самостоятельной работы обучающихся при использовании онлайн-курсов по программированию. Общий алгоритм решения задач по программированию уточняется с учетом специфики использования автоматической системы проверки и оценки решения, реализованной в онлайн-курсах.

В содержание раздела «Программирование» на углубленном уровне изучения курса информатики в старшей школе входит рассмотрение вопросов, связанных с проектированием интерфейса пользователя. Если изучение основ программирования происходит с помощью языка Python, то целесообразно и разработку оконных приложений осуществлять с использованием этого языка. В последнее время все большую популярность приобретает библиотека PyQt, что делает актуальным создание методических материалов для знакомства школьников с возможностями указанной библиотеки.

Обучение целесообразно осуществлять в соответствии с технологией реверс-инжиниринга, состоящей в том, что учащиеся не пишут код программы с нуля, а исследуют готовый продукт. На первом этапе можно организовать деятельность школьников с помощью выполнения заданий на исследование готовой программы; на следующем шаге предложить проанализировать внешний вид готового приложения, выделить его элементы и подобрать инструменты для их создания; в заключение предоставить дополнительные задачи, предполагающие самостоятельное изучение учащимися возможностей класса, не рассмотренного ранее.

В статье предложены справочный материал для знакомства школьников с основными возможностями библиотеки, задания для лабораторных и домашних работ.

В статье обосновывается важность входного контроля для элективных курсов по информатике. Показывается, какие дидактические средства можно использовать для реализации этого контроля. Приводится несколько элективных курсов по информатике, разработанных студентами физико-математического факультета Мордовского государственного педагогического университета имени М. Е. Евсевьева на вузовской дисциплине «Технология разработки и методика проведения элективных курсов по информатике», для каждого из них даются разработанные практико-ориентированные задания для входного контроля, которые учитывают минимальный набор знаний и умений школьников, необходимый для успешного усвоения последними материала. Демонстрируются возможные результаты выполнения заданий входного контроля и показывается, какую информацию из них может извлечь педагог с целью эффективного построения электива, включая выбор форм и методов обучения, организацию деятельности обучаемых, объединения их в пары или группы для выполнения совместных проектных работ.

В статье обсуждаются три базовые момента работы генеративных нейросетевых моделей (генеративного искусственного интеллекта): понятие «токен», вероятностный характер генерируемого ответа и понятие «большая модель», размер которой обеспечивает псевдоразумное поведение нейросетевых чат-ботов. Принципиально не обсуждаются вопросы реализации генеративных моделей, области и способы их применения.

Приводятся материалы конкурса «ТРИЗформашка-2024», который был посвящен нейросетевым моделям. Демонстрируется факт псевдоразумности генеративных моделей. Оказывается, модель, обученная на одной-единственной фразе «мама мыла раму» и использующая для генерации контекст из одной-единственной буквы, может иногда вести себя так, как будто она знает правила склонения в русском языке и способна изменять слово по падежам!

Понятие «токен» рассматривается применительно к генерации текстов, картинок и паролей. На базе «токенов» выстраивается практически полезная методика генерации паролей, сложных для разгадывания, но простых для воспроизведения (сложных для забывания).

Понятие «большая модель» представляется наглядно и доходчиво за счет «визуализации» его путем сопоставления с физическими величинами. (Если бы один параметр нейросети весил один грамм, то для ее перевозки потребовалось бы 200 грузовых поездов. Если бы он имел длину в один миллиметр, то нейросеть оборачивалась ба вокруг Земли по экватору 25 раз. Если бы на обучение по одному параметру требовалась одна секунда, то начинать обучать современную нейросеть надо было бы во времена кроманьонцев.)

Материалы будут полезны для изучения генеративного искусственного интеллекта в любом возрасте.

В федеральной рабочей программе по информатике для XI класса (углубленный уровень) указано на необходимость рассмотрения вопросов построения имитационных моделей, предусмотрено выполнение практических работ на моделирование движения и обработку результатов эксперимента. Интересным и понятным для школьников является разработка и анализ имитационных моделей, связанных с организацией дорожного движения. Реализовать указанные модели можно в среде AnyLogic, для чего целесообразно предложить школьникам построить модель знакомого им перекрестка и проанализировать: при какой интенсивности движения транспорта нет необходимости устанавливать светофор, когда светофор необходим, какие временные фазы работы светофора обеспечивают наибольшую пропускную способность перекрестка. В статье описаны алгоритмы создания моделей нерегулируемого и регулируемого перекрестков; представлены задания на анализ пропускной способности перекрестка при различных значениях количества автомобилей на каждом направлении движения в час; даны задания на оптимизацию фаз работы светофора для увеличения пропускной способности перекрестка; приведены примеры тем проектов для организации самостоятельной работы учащихся.

В статье представлен пример использования робототехнического конструктора на уроках физики и информатики — лабораторная работа «Изучение прямолинейного равноускоренного движения без начальной скорости» с применением конструктора LEGO MINDSTORMS EDUCATION EV3. Данная работа предназначена для учащихся IX—X классов при изучении равноускоренного движения в курсе физики. В ходе лабораторной работы необходимо: собрать экспериментальную установку и составить программу для модуля управления EV3, которая должна регистрировать время движения шарика по наклонному желобу с выводом на экран модуля EV3; полученные результаты измерений ввести в расчетную таблицу, составленную в электронной таблице, в которую предварительно вводят формулы для автоматического расчета ускорения и мгновенной скорости шарика. Лабораторную работу можно провести как на уроке физики и информатики, так и на факультативном занятии, также можно провести интегрированный урок физики и информатики. Использование робототехнического моделирования знакомит учащихся с современным процессом проведения физического исследования (эксперимента), помогает повысить интерес обучающихся к экспериментальной работе, сформировать у них навыки использования роботов в исследованиях и мотивацию к инженерно-техническому творчеству.

В статье рассматриваются возможности осуществления индивидуально-личностного подхода на уроках информатики. Основная методика реализации такого подхода заключается в том, чтобы интегрировать материал различных школьных дисциплин, который изучается в одно и то же время, и на уроках информатики давать индивидуальные задания учащимся с учетом их интересов и предпочтений. Приводятся примеры, которые можно реализовать при изучении темы «Моделирование и формализация» курса информатики, интегрируя материал, изучаемый в информатике, с материалом уроков биологии, физики, химии и географии. Рассматриваемая методика осуществления индивидуально-личностного подхода может быть использована как при изучении других тем курса информатики средней школы, так и при интеграции информатики с другими школьными предметами.

В статье рассматриваются задачи начального общего образования в свете поставленной государством цели цифровой трансформации общества. Согласно принятым на государственном уровне решениям, к 2030 году предполагается достичь «цифровой зрелости» ключевых отраслей экономики и социальной сферы, в том числе образования. В связи с этим прикладываются значительные усилия для создания электронных образовательных ресурсов и сервисов. Однако исследования показывают, что полноценная цифровая трансформация образования невозможна без должного внимания к формированию цифровой грамотности учащихся уже в начальной школе. В статье анализируется опыт формирования цифровой грамотности в начальной школе в России и за рубежом, показывается необходимость введения курса информатики или цифровой грамотности в начальной школе для успешного использования создаваемых цифровых учебных материалов и сервисов на всех уровнях образования.