Семиотический подход на уроках информатики

Семиотический подход на уроках информатики.
Шипицына О.М.
учитель информатики МБОУ «Кочевская СОШ»
[email protected]
В последнее время в школе сложилась такая тенденция, что учащиеся в
начальных классах намного больше мотивированны в получении новых знаний,
чем учащиеся в средних класса и тем более в старших. Если у младших
учеников мотивация больше внутренняя, то есть они сами хотят познавать мир
и всё новое, то у старших учеников мотивация внешняя, то есть со стороны
родителей или потому, что необходимо
в дальнейшем получить хорошее
образование и для того чтобы затем можно было бы устроиться на
высокооплачиваемую работу. Надо сказать, что зачастую дети мотивированны
к изучению самых необходимых предметов таких, как математика и русский
язык. Нам, учителям, надо задуматься о том, как поднять внутреннюю
мотивацию учащихся в целом по всем предметам. Что бы учащимся хотелось
изучать и познавать всё новое на протяжении всей школьной «жизни». Не
секрет, что нынешние дети достаточно хорошо владеют компьютерами и этим
надо пользоваться не только на предмете «Информатика », но и на других
предметах. Я считаю, что именно в этом случае детям будет интересно «грызть
гранит науки».
Современное
коммуникации
информационное
обусловливает
общество
проблему
массовой
взаимодействия
глобальной
человека
с
информационными системами, основу которого составляют системы знаков
(символьные, текстовые, графические). Данный процесс формализуется
средствами искусственных языков, в частности, языков программирования.
Для обучающихся наиболее сложным разделом информатики является
программирование. Данный факт объясняется, с одной стороны, объективной
сложностью предмета, с другой стороны, устаревшими подходами и методами,
которые
не
учитывают
методические
сложности
его
преподавания
(абстрактность понятий, необходимость образного продумывания шагов
решения, необходимость перехода от одной знаковой системы к другой и др.).
Кроме того, как справедливо отмечает И. Г. Семакин, в содержании школьного
курса программирования практически не находят отражения современные,
перспективные направления данной области информатики. Несоответствие же
учебного материала по программированию с современными достижениями
отрасли
ведет
к
тому,
что
учащиеся
не
видят
смысл
изучения
программирования.
В соответствии с Федеральным государственным образовательным
стандартом (ФГОС) в основной школе основы программирования изучаются в
7-9 классах. К метапредметным результатам обучения программированию
относятся умения создавать, применять и преобразовывать знаки и символы,
модели и схемы для решения учебных, познавательных и исследовательских
задач. Знаки и знаковые системы являются предметом исследования
семиотики.
Как
можно
использовать
семиотический
подход
на
уроках
информатики?
1)
При работе с текстами – структурирование текстов при изучении
новой темы;
2)
При алгоритмизации – использование символов языка блок-схем;
3)
При изучении программирования.
Как показывает анализ научной и методической литературы, подходы к
обучению программирования в школе можно классифицировать по тому, с
какой позиции в них рассматривается язык программирования:
- как средство развития мышления учащихся – овладение учащимися
мыслительными операциями, которое начинается с элементарных и постепенно
продвигается к сложным операциям, это требует значительных временных
затрат и оставляет в стороне от учащихся практическую значимость
программирования, что может привести к снижению мотивации учащихся
- как средство решения практических задач программирования
- как знаковая система: семиотический подход. Изучение языка
программирования на основе данного подхода означает выявление его знаковой
природы
(синтаксис),
изучение
правил
построения
алгоритмических
конструкций и их комбинаций (синтактика), установление смыслового
содержания (семантика), использование полученных программ на практике
(прагматика) и оценка эффективности созданных программ (герменевтика).
Таким
образом,
целью
изучения
программирования
с
точки
зрения
семиотического подхода является освоение механизма действия языка
программирования как знаковой системы.
В
настоящее
время
семиотический
подход
к
обучению
программированию приобретает все большую популярность.
По отношении к обучению программирования семиотический подход
можно представить себе как позицию обучающегося, знакомого с некоторыми
знаковыми системами (русским языком, дорожными знаками и др.) и
желающего узнать, чем выделяются такие знаковые системы, как языки
программирования.
Дидактический
возникновением
потенциал
новых
научных
семиотического
направлений,
подхода возрастает
технических
средств
с
и
технологий, позволяющих реализовать его на качественно новом уровне.
Одним из них являются программные средства робототехники. Все более
распространяющееся увлечение молодежи робототехникой может быть
использовано
для
реализации
семиотического
подхода
в
обучении
программированию: решение интересной практической задачи по «обучению»
робототехнических
естественным
устройств
образом
определенному
мотивирует
алгоритму
обучающихся
к
действий
активной
и
целенаправленной работе со знаково-символическими системами, до этого для
него скучной и непонятной. Робототехника привлекает учащихся новизной и
разнообразием методов работы, актуальностью содержания, возможностью
наглядного
представления
результата
своей
знаково-символической
деятельности.
Таким образом, применение семиотического подхода и средств
робототехники в обучении программированию дает возможность решить
проблему повышения мотивации школьников и облегчить усвоение учебного
материала,
которое
требует
осуществления
знаково-символической
деятельности.
К предметным результатам обучения информатике, в частности, раздела
«Алгоритмы и элементы программирования», согласно примерной программе
по информатике для 7-9 классов, относятся:

умение составлять линейные алгоритмы управления исполнителями
и записывать их на выбранном языке программирования (знание синтаксиса
языка программирования);

умение
формально
выполнять
алгоритмы,
описанные
с
использованием конструкций ветвления и повторения, вспомогательных
алгоритмов, простых и табличных величин (знание семантики языка
программирования);

умение создавать и выполнять программы для решения несложных
алгоритмических задач в выбранной среде программирования (прагматический
аспект программирования).
Реализация
позволяет
семиотического
организовать
полный
подхода
цикл
средствами
решения
робототехники
учебных
задач
по
программированию: постановка задачи по программированию, знакомство с
исполнителем, составление схемы решения задачи, написание программы,
компиляция программы, тестирование.
Рассмотрим в качестве примера последовательность изучения темы
«Повторение».
В начале изучения темы учитель показывает учащимся практическую
значимость
изучаемого
материала,
приводит
примеры
использования
циклических действий в реализации программ управления исполнителями.
Далее учитель помогает ученикам выбрать тему проекта для реализации
изучаемого алгоритма и в качестве примера демонстрирует ранее выполненные
работы. Если учащиеся затрудняются с выбором, учитель может предложить
несколько своих вариантов. Затем учащиеся изучают понятие цикла и создают
для робота несколько алгоритмов.
На этапе дальнейшего изучения нового материала и первичного
применения знаний и умений в начале занятия обсуждаются алгоритмы,
полученные учащимися. Эти алгоритмы проговариваются вслух, изображаются
на доске, демонстрируются на примере работы робота. Далее учитель дает
учащимся основные понятия, рассматривая их значение не только в
программировании, но и в других предметных областях, и учит учащихся
записывать алгоритмическую конструкцию на языке программирования.
Выбранный
эффективный
алгоритм
управления
реализуется
в
среде
программирования. При этом учитель совместно с учащимися проходит все
шаги решения задачи.
Постановка
необходимо
учебной
написать
задачи.
программу
Проговаривается
циклического
условие
движения
задачи:
робота.
Анализируется текст задачи, определяются необходимые переменные и их
ограничения, выделяются основные алгоритмические конструкции.
Знакомство с исполнителем. Детально изучается конструкция робота и
система его команд.
Составление схемы решения задачи. На основе анализа текста задачи
составляется схема решения в удобном для восприятия учащихся виде (план,
блок-схема).
Написание программы. На основе полученной наглядной схемы
создается программа на выбранном языке программирования с соблюдением
синтаксических и семантических правил.
Компиляция
программы.
Созданная
программа
проверяется
на
синтаксические ошибки и загружается в исполнителя.
Тестирование. Загруженная программа выполняется исполнителем,
проверяется ее работоспособность, фиксируются полученные данные. При
необходимости в программу управления роботом вносятся коррективы.
В качестве домашнего задания учащимся предлагается решить задачу
на циклическое движение робота внутри окружности.
На уроках закрепления полученных знаний учащиеся разбиваются на
группы по четыре человека (конструкторы и программисты).
Учитель формулирует задачу, стоящую перед ними, например: «На
складе необходимо отсортировать товары по цвету. Для этого требуется
разработать робота-манипулятора, который может захватывать предметы
только заданного цвета. Конструкторам поручено спроектировать роботаманипулятора, программистам – написать программу управления им».
В ходе групповой работы учитель выступает в качестве консультанта. В
конце занятия учащиеся демонстрируют полученные результаты и обсуждают
возможное применение подобных проектов в практической деятельности.
Литература
1. Гребнева Д.М. Обучение школьников программированию на основе семиотического
подхода
2. Государственный стандарт по информатике. – М.: Просвещение, 2004. – 56 с.
3. Семакин, И. Г. Информатика. Базовый курс. 9 класс / И. Г. Семакин. – М.: Бином,
2007. – 158 с.
4. 129. Семакин, И. Г. Информатика: программа для основной школы 7-9 класс / И. Г.
Семакин, М. С. Цветкова. М.: Бином, 2012. – 166 с.
5. Федеральные государственные образовательные стандарты общего образования //
Официальный сайт Министерства образования и науки Российской Федерации
[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://минобрнауки.рф/документы/543.