ИНФОРМАТИКА В ШКОЛЕ

В статье рассмотрены задания раздела «Моделирование» курса информатики среднего общего образования. Предложенные задания иллюстрируют основные понятия и идеи многопоточных процессов.

Первое задание представлено в виде кейса. Работая над заданием, обучающимся необходимо продумать план действий для решения поставленной задачи, представить план в виде таблицы и диаграммы. В результате работы необходимо подвести обучающихся к выводу о необходимости разделения всего процесса на части и о параллельном выполнении каждой части с целью эффективного распределения времени.

Второе задание предназначено для подготовки обучающихся к единому государственному экзамену по информатике 2024 года (задание 22 «Построение математических моделей для решения практических задач. Архитектура современных компьютеров. Многопроцессорные системы»).

При разработке и построении вычислительной компьютерной модели, последующей визуализации числовых данных, проведении компьютерного эксперимента с целью анализа данных продолжается процесс формирования функциональной грамотности обучающихся.

В статье рассмотрены подходы к программному решению задач ЕГЭ по информатике на IP-адреса и маски подсетей методом перебора. Задачи этого типа включены в демонстрационный вариант контрольно-измерительных материалов 2024 года. Хотя составители заданий предлагают решать задачи этого типа аналитически, все шаги решения успешно автоматизируются. В статье приводятся различные варианты решения типовых задач на языках Python и PascalABC. NET, в том числе рассматривается использование модуля ipaddress из стандартной библиотеки языка Python и специальных классов для работы с сетевыми адресами из модуля school для PascalABC. NET. Приемы, предложенные в статье, могут быть полезны для учащихся, хорошо владеющих программированием, позволяя им сэкономить время при решении данного класса заданий ЕГЭ.

Одной из наиболее сложных тем школьного курса алгоритмизации и программирования является рекурсия. Использование среды графического исполнителя (ГРИС) позволяет сформировать у школьников ментальную алгоритмическую схему принципов построения и работы рекурсивных программ, которая упростит восприятие более сложных аспектов этой темы на дальнейших этапах обучения.

Не выходя за рамки ограниченных возможностей среды ГРИС, на простых наглядных примерах объясняются следующие понятия: рекурсивный вызов процедуры, отложенный возврат из процедуры, условие продолжения рекурсии, прямой и обратный шаги рекурсии. Показывается, как с помощью рекурсии могут быть реализованы цикл ПОКА и цикл ДО.

На примере нестандартной задачи рисования квадрата демонстрируется, как введение рекурсии приводит к сокращению размера программы и времени ее выполнения. Приводятся примеры задач для графического исполнителя, решения которых могут быть построены только с использованием рекурсии. Показывается, как рекурсия расширяет возможности позиционирования графического исполнителя.

Для проведения учебных занятий предлагается использовать независимую от вычислительной платформы реализацию ГРИС «Букашка», которая полностью совместима с ГРИС «Кенгурёнок РУ» и может быть интегрирована в информационную среду образовательной организации.

В статье продолжается рассмотрение изменившихся подходов к контрольно-оценочной деятельности в соответствии с требованиями обновленного ФГОС основного общего образования. В публикации «Внутришкольный контроль: система оценки предметных результатов по информатике (уровень основного общего образования)» («Информатика в школе», № 4-2023) рассматривалось в целом внутришкольное оценивание и его компоненты. В данной статье подробно представлено использование формирующего оценивания (оценки для обучения) в текущем и тематическом контроле образовательных результатов по информатике. Представлены характеристики формирующего оценивания, опыт использования для повышения качества обучения и применение различных техник оценивания для обучения. На конкретных примерах различных техник формирующего оценивания, заданий, критериев оценивания и перевода баллов в отметки продемонстрировано различие в оценочных материалах для текущего и тематического контроля при изучении информатики.

В статье рассматривается проблема подготовки школьников к участию в проектной деятельности в области робототехники. Описывается существующая ситуация, в том числе в рамках программ предпрофессиональной подготовки школьников. Предлагается подход, основанный на привлечении к работе со школьниками не только опытных педагогов, но и учеников школ, добившихся успехов в олимпиадах и конкурсах по робототехнике. Описываются структура и особенности реализации пробного курса «Проектная деятельность. Робототехника и микроэлектроника», в частности, опыт обучения столичных школьников — участников программы «ИТ-класс в московской школе» на базе Московского педагогического государственного университета (Института математики и информатики) с привлечением в качестве наставников школьников — победителей тематических олимпиад. Приводятся результаты опроса школьников, которые показали, что предложенные идеи позволяют повысить удовлетворенность обучающихся курсами проектной деятельности, реализуемыми на базе университетов, а также снизить количество проблем, связанных с взаимодействием между наставниками и обучающимися. Представлены результаты пилотной реализации предложенного подхода, в том числе отмечается, что он требует дальнейшей апробации и исследования. Выдвигается тезис о перспективности привлечения успешных школьников-олимпиадников к развитию системы предпрофессиональной подготовки учащихся.

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 статье представлена диагностическая работа по информатике для учащихся IX классов общеобразовательной школы. Работа проводится с целью определения у обучающихся уровня сформированности функциональной грамотности (читательской, естественно-научной, математической грамотности). Оценка функциональной грамотности направлена на выявление условий успешного обучения, учащихся в основной школе по предмету «Информатика» и достижения ими личностных, метапредметных и предметных результатов освоения основной образовательной программы по данному предмету. Приоритет развития функциональной грамотности закреплен в обновленных федеральных государственных образовательных стандартах и является важнейшим условием развития гармонично развитой личности. Актуальность создания диагностической работы, выявляющей уровень сформированности функциональной грамотности по информатике, определяется тем, что, в отличие от других предметных областей, в информатике нельзя опереться на содержание заданий Всероссийских проверочных работ (ВПР в IX классе не проводятся, соответственно, задания для них не разработаны), а задачи из КИМ ОГЭ требуют существенной переработки для полноценного охвата всех направлений развития функциональной грамотности.

В диагностической работе представлен один вариант, который включает текст, описывающий некоторую ситуацию, и задания к нему, построенные на контексте учебного материала различных предметных областей. Задания созданы на основе жизненных ситуаций и объединены одной темой.

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.

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.