Интерактивные учебные материалы как инструмент формирования компьютерной грамотности младших школьников

у ЭЛЕКТРОННЫЕ УЧЕБНЫЕ РЕСУРСЫ: РАЗРАБОТКА И МЕТОДИКА ^N^ ПРИМЕНЕНИЯ В ОБУЧЕНИИ

УДК 004.9 ББК Ч420.253

В.Э. Лозовая, И.В. Ильин

ИНТЕРАКТИВНЫЕ УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ КАК ИНСТРУМЕНТ ФОРМИРОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАМОТНОСТИ МЛАДШИХ ШКОЛЬНИКОВ

Обсуждается проблема разработки интерактивных средств обучения по информатике для начальной общеобразовательной школы. Представлен анализ подходов к определению понятия «компьютерная грамотность». Описаны имеющиеся в федеральных хранилищах цифровые учебные ресурсы для формирования элементов компьютерной грамотности. Рассматривается содержание цифрового учебного пособия для начальной школы «Использование компьютерной мыши». Пособие включает модули «Перемещение объектов», «Рисование», «Выбор объекта с помощью нажатия левой кнопки мыши», предназначенные для освоения учащимися опыта работы с компьютерной мышью. Интерактивные модели в составе данных модулей реализованы в инструментальной среде Flash с помощью языка программирования ActionScript. Представлены оригинальные программные решения реализации элементов программного кода интерактивных моделей.

Ключевые слова: обучение информатике в начальной школе, компьютерная грамотность, межпредметные связи, учебная компьютерная модель.

Введение

Знакомство учащихся начальной школы с компьютерной техникой - важная часть начальной ИКТ-подготовки современного школьника. На сегодняшний день в федеральных хранилищах цифровых образовательных ресурсов (ЦОР) в Глобальной сети, на CD/DVD-приложениях к учебникам информатики для начальной школы представлены средства для пропедевтики обучения информатике учащихся начальных классов. В содержание данных ресурсов включены обучающие иллюстрации (в том числе с элементами инфографики), видеофрагменты, презентации и интерактивные модели.

Наиболее востребованным в образовательной практике объектом виртуальной среды являются интерактивные учебные модели. В настоящее время идет процесс из активного совершенствования, растет количество данных моделей. Компьютерные модели для поддержки учебного процесса разрабатываются для различных областей предметных знаний (физика, химия, география, математика, информатика и др.). Достоинство таких ресурсов состоит в том, что они позволяют визуализировать теоретический материал, организовать самостоятельную

© Лозовая В.Э., Ильин И.В., 2017

работу учащихся по его закреплению, обеспечивают возможность моделирования учебных ситуаций в виртуальной среде.

В курсе информатики начальной школы с помощью развивающих компьютерных моделей ученики младших классов могут познакомиться с устройством компьютера, овладеть основами алгоритмизации, получить представления о современных информационных и коммуникационных технологиях. Современный мультимедийный контент ЦОР позволяет заинтересовать учащихся учебным материалом. Применение ИКТ помогает учителю перейти от традиционных к современным интерактивным методам обучения, а также дает широкие возможности для организации самостоятельной деятельности учащихся.

Понятие «компьютерная грамотность»

Первые упоминания понятия «компьютерная грамотность» как самостоятельного понятия появились в научно-методической литературе в 1980 - 90-х гг. Рассмотрим исторический аспект становления данного термина. Проанализировав литературные источники различных периодов времени [1, 2, 5, 6, 7], можно прийти к выводу, что содержательные стороны понятия «компьютерная грамотность» значительно отличаются друг от друга.

Так, например, А.П. Ершов, В.М. Монахов, А.А. Кузнецов и др. полагали, что сущность компьютерной грамотности состоит: в «...эффективном использовании ЭВМ, умении программировать» [6, с. 140]. Академик Д.В. Поспелов под компьютерной грамотностью понимает: «... систему человеко-машинного взаимодействия (распределение работ в смешанных системах, организация коллективных процедур, деятельность в телекоммуникационных системах и т.п.)»

[7, с. 6].

В Большом энциклопедическом словаре приводится следующее определение понятия «компьютерная грамотность»: «владение навыками использования средств вычислительной техники, понимание основ информатики и значения информационной технологии в жизни общества» [3, с. 657]. В.С. Безрукова под компьютерной грамотностью понимает: «совокупность знаний об информационном обществе и компьютеризации, умений и навыков пользования компьютером и личностных качеств, обеспечивающих успешность создания гибридного интеллекта» [1, с. 28].

По мнению Г.К. Селевко, компьютерная грамотность представляет собой совокупность операций, проводимых с персональным компьютером, а также «. умение использовать компьютерные программные средства, работать с электронным текстом, электронными таблицами, создавать презентации и базы данных» [8, с. 196].

Ряд авторов (В.Н. Каптелинин, В.В. Малев, А.В. Боева, Н.О. Гордеева и др. [2, 4]) реализуют декомпозицию понятия «компьютерная грамотность», отмечая, что последняя включает в себя бытовой, профессиональный, интеллектуальный аспекты. Под бытовой компьютерной грамотностью, по их мнению, следует понимать приобретение простейших практических навыков обращения с персональным компьютером. Под профессиональной компьютерной грамотностью подразумевается уровень использования информационных технологий, связанный с наличием таких профессионально значимых качеств в области компьютерных технологий, которые позволяют реализовать себя в конкретных видах профессиональной деятельности. Компьютерная грамотностью этого уровня подразумевает умение использовать

ЭВМ как «.внешний орган мышления и памяти, которым можно свободно и эффективно пользоваться при решении широкого круга задач» [2].

Для учреждений начального общего образования В.В. Малев выделяет главную цель обучения информатики: « ... знакомство с основными свойствами информации, обучение их приемам организации информации и планирования деятельности, в частности учебной, при решении поставленных задач; формирование представления о компьютере и современных информационных и коммуникационных технологиях; формирование представления о современном информационном обществе, информационной безопасности личности и государства» [4, с. 21].

Важность формирования компонентов компьютерной грамотности отмечается в п. 12.2. ФГОС начального общего образования, утвержденного Приказом Минобрнауки РФ № 373 от 6 октября 2009 г. В качестве базовых целей обучения курсу «Математика и информатика», кроме прочих, определены: «.овладение основами логического и алгоритмического мышления, пространственного воображения. измерения, пересчета, прикидки и оценки, наглядного представления данных и процессов, записи и выполнения алгоритмов; умение действовать в соответствии с алгоритмом и строить простейшие алгоритмы, исследовать, распознавать и изображать геометрические фигуры, работать с таблицами, схемами, графиками и диаграммами, цепочками, совокупностями, представлять, анализировать и интерпретировать данные; приобретение первоначальных представлений о компьютерной грамотности» [9].

В настоящей статье рассматривается такой компонент компьютерной грамотности, как изучение средств информационных и коммуникационных технологиях, в частности, устройств ввода.

ИКТ-поддержка уроков информатики в начальной школе

Дидактическая поддержка процесса формирования компьютерной грамотности может быть реализована специализированными ИКТ-средствами. Отечественные 1Т-компании, такие как «Новый Диск», «Бука», «1С», «Кирилл и Мефодий» и др., ведут разработку различных программ поддержки учебного процесса. К ним относятся как комплексные образовательные продукты (серия «Начальная школа» («Кирилл и Мефодий»); «Информатика», «Дракоша»; «Информатика для детей (1-4 классы)», «Игры и задачи» (от «1С»); «Курс элементарной компьютерной грамотности для начальной школы (Продюсерский центр Школа) и др.), так и отдельные компьютерные модели.

Анализ ЦОР показал относительно невысокий уровень интерактивности моделей, направленных на формирование отдельных компонентов компьютерной грамотности школьников младших классов, в частности, моделей, предназначенных для работы учащихся с компьютерной мышью. Ниже представлен ряд программных интерфейсов компьютерных интерактивных моделей по теме «Использование компьютерной мыши» (рис. 1, 2). Данные модели предназначены для отработки у учащихся следующих действий: перемещение объектов, работа с левой кнопкой мыши (ЛКМ). Работа с данными моделями является, безусловно, полезной для учащихся. Можно указать направления совершенствования данных моделей: разработка более удобной навигации, повышение уровня наглядности подсказок, обеспечение видового разнообразия игровых учебных заданий и др.

ЦОР «Использование компьютерной мыши»

В настоящей статье представлен авторский проект - цифровой образовательный ресурс «Использование компьютерной мыши». Разработка данного проекта осуществлялась с учетом следующих требований: интерактивность, мультимедиа, игровой характер заданий, применение современных технологий визуализации учебного материала.

Для создания интерактивных компьютерных моделей на сегодняшний день используют множество различных программных инструментов: Macromedia (Adobe) Flash (Animate), Swishmax, Alligator Flash Designer, Fanta Morph Deluxe, Advanced Effect Maker, Sothink SWF Easy, LiveSwif, Stratum и др. Наиболее востребованным подходом моделирования предметной области является объектно-ориентированная технология и соответствующие ей языки программирования. Так, например, среда Macromedia (Adobe) Flash (Animate) из-за наличия удобного графического интерфейса, встроенного языка AS с поддержкой ООП и библиотеки компонентов, очень удобна в работе по созданию интерактивных учебных моделей. Кроме того, Macromedia (Adobe) Flash является платформой для создания web-приложений, мультимедийных презентаций, анимационных фильмов.

Рис. 1. Модель «Раскраска с помощью контекстного меню». Курс элементарной компьютерной грамотности для начальной школы

Рис. 2. Модель «Пазл». Курс элементарной компьютерной грамотности для начальной школы

С использованием инструмента Macromedia (Adobe) Flash был разработан интерактивный учебный ресурс «Использование компьютерной мыши» для дидактической поддержки уроков информатики в начальной школе. В данном ресурсе учебный материал приводится в интерактивной игровой форме с широким использованием мультимедийного контента, включая голосовое сопровождение.

Цифровой образовательный ресурс «Использование компьютерной мыши» (рис. 3) позволяет учащимся:

• отработать навыки использования левой кнопки мыши (ЛКМ);

• освоить умение ввода данных с клавиатуры;

• получить опыт перемещения объектов (технология drag&drop);

• получить опыт рисования с помощью ЛКМ.

Содержание ресурса «Использование компьютерной мыши» соответствует программам начальной общеобразовательной школы (2-4 кл.), а именно: Климанова Л.Ф., Горецкий В.Г., Голованова М.В. Литературное чтение. Часть 1 (для 2 кл.); Моро М.И., Бантова М.А., Бельтюкова Г.В. «Математика. Часть 1» (для 2 кл.); Биболетова М.З., Денисенко О.А., Трубанева Н.Н. Enjoy English (для 3 кл.) [10].

Компьютерные модели в данном ресурсе реализованы в инструментальной среде Macromedia (Adobe) Flash с помощью языка программирования ActionScript 2.0. Представлены оригинальные интерфейсные решения и программные реализации интерактивных элементов данных моделей. Рассмотрим структуру и содержание данного ресурса (см. рис. 3).

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Пермский Государственный Гуманитарно-Педагогический Университет Кафедра мультнмедийгой дидактики и информационных технологий обучения Физический факультет

Использование компьютерной мыши

интерактивный учебный модуль

Рис. 3. Стартовое окно ЦОР «Использование компьютерной мыши»

Ресурс содержит три модуля: «Выбор объекта нажатием кнопки», «Перемещение объектов» и «Рисование» (рис. 4).

Использование левой кнопки компьютерной мыши

Выбор объекта нажагием кнопки

Перемещение объектов

Рис. 4. Модули ЦОР «Использование компьютерной мыши»

Рассмотрим содержание каждого модуля ресурса.

I. Модуль «Выбор объекта нажатием кнопки». В рабочем окне интерактивной модели, предназначенной для отработки действия выбора объекта нажатием ЛКМ, представлено несколько активных графических объектов: иллюстрации к различны сказкам и название сказок (рис. 5). Учащиеся должны выбрать соответствующую названию сказки иллюстрацию. Модель позволяет отработать у учащихся навык выбора объекта посредством нажатия на объект с помощью ЛКМ.

Рис. 5. Модуль «Выбор объекта нажатием кнопки»

Данный модуль может использоваться как на уроках информатики, так и литературы.

II. Модуль «Перемещение объектов». Данный учебный модуль предназначен для отработки навыка перемещения объектов (технология drag&drop). Модуль

содержит несколько моделей, которые разработаны на разном предметном материале: «Литература», «Математика» и English (рис. 6). Это обеспечивает реализацию межпредметных связей.

Перемещение объектов с помощью левой кнопки компьютерной мыши

Литература

Математика

Рис. 6. Оглавление модуля «Перемещение объектов»

Так, например, при работе с интерактивной моделью «Литература» (рис. 7) учащимся предлагается правильно соотнести начало и конец русской пословицы. Выполнение задания осуществляется путем перемещения объектов (технология drag&drop).

Закончи пословицу

К

</ \ Г

S . I семь раз отмерь ^

а врозь скучно а потехе час

Любишь кататься.

Делу время. Один раз отрежь, Вместе тесно, любн и саночки возить

ш

1'

Рис. 7. Модель «Литература» из модуля «Перемещение объектов»

Интерактивная модель «Математика» (рис. 8) имеет схожий интерфейс. Учащимся предлагается выполнить различные арифметические операции. При выполнении задания необходимо правильно соотнести вопрос и вариант ответа на него.

Рассмотрим интерактивную модель English из модуля «Перемещение объектов» (рис. 9). В задачу учащегося входит: одевание персонажа путем «перемещения» одежды из зоны ее расположения на ребенка, а также перевод на английский язык названия каждого предмета гардероба. Учащийся может самостоятельно выбрать виртуальный персонаж для выполнения данного задания. Данная модель позволяет отработать у учащихся некоторый комплекс навыков: нажатие на объект с помощью ЛКМ, перемещение объектов, ввод текста с клавиатуры.

Рис. 8. Модель «Математика» из модуля «Перемещение объектов»

III. Модуль «Рисование». Интерактивные модели данного модуля (рис. 10) разработаны на материале курса математики. В задачу учащегося входит рисование цифр по точкам.

Рис. 10. Модуль «Рисование»

Содержание заданий выбирается случайным образом. С помощью нажатия ЛКМ на точку, которая находится в специальном динамическом окне, учащийся рисует (протягивает) линию до другой точки.

В каждом модуле рассмотренного выше ресурса реализованы оригинальные решения разработки программного кода реализации интерактивных моделей. Рассмотрим одно из таких решений на примере программного кода компьютерной модели «Рисование». Данное решение включало две основные задачи.

Во-первых, стояла задача программной реализации линий. Для этого был использован метод moveTo(), который позволяет рисовать линии в реальном времени при привязке к координатам курсора. Фрагмент программного кода реализации динамических линий представлен ниже:

//начало рисования соединений (имена переменных: соединение (англ. "compound"), точка фиксации - (англ. fixingpoint)) for (j=1; j<=prNum; j++) {

if ((f1[j]) and (!f2[j])) {

// удаление соединения

_root["compound"+j].removeMovieClip(); //создание соединения

_root.createEmptyMovieClip("compound"+j, j); // видимость соединения _root["compound"+j]._alpha = prAlpha[j];

// задание параметров соединения _root["compound"+j].lineStyle(7, 0x9900FF, 100);

// рисование соединения от точка фиксации _root["compound"+j].moveTo(_root["kl"+fixingpoint1[j]]._x, _root["kl"+fixingpoint1[j]]._y);

//проверка по оси X nz = 0; do {

nz++;

if (nz == 1) {

// алгоритм эффекта «провисания соединения» _root["np"+j+"nz"+nz]._x = (_root["kl"+fixingpoint1[j]]._x+_root["np"+j+"nz"+(nz+1)]._x)/2; } else {

//проверка последнего звена if (nz == nch) {

//конец соединения прикрепляется к указателю мыши _root["np"+j+"nz"+nz]._x = (_root._xmouse+_root["np"+j+"nz"+(nz)]._x)/2;

} else {

_root["np"+j+"nz"+nz]._x = (_root["np"+j+"nz"+(nz-

1)]._x+_root["np"+j+"nz"+(nz+1)]._x)*0.5;

}

}

// аналогичная проверка по оси Y if (nz == 1) {

_root["np"+j+"nz"+nz]._y = (_root["kl"+fixingpoint1[j]]._y+_root["np"+j+"nz"+(nz+1)]._y)/2; } else {

if (nz == nch) {

_root["np"+j+"nz"+nz]._y = (_root._ymouse+_root["np"+j+"nz"+(nz)]._y)/2;

} else {

_root["np"+j+"nz"+nz]._y = (_root["np"+j+"nz"+(nz-

1)]•_y+_root["np"+j+"nz"+(nz+1)]._y)*0.5+0.006*nz*(nch-nz);

}

}

_root["compound"+j].lineTo(_root["np"+j+"nz"+nz]._x, _root["np"+j+"nz"+nz]._y);

} while (nz<nch);

} }

Во-вторых, важным функционалом модуля является осуществление проверки правильности соединения точек для создания цифр. После нажатия кнопки «Проверить» вызывается пользовательская функция proverka(). Для промежуточных вычислений также были разработаны функции chain_nums(), show_nums () , hide_windows () , test_chain(), remove_wires(). Функция show_nums() отвечает за скрытие цифры в задаче, функция hide_windows() - за появление неправильного результата проделанной работы в виде картинки с надписью, функция test_chain() - за проверку правильности соединения линий, функция remove_wires() - за удаление линии, протянутые от точки начала до точки конца соединения. Важными структурами данных являются динамические массивы для каждого из вариантов соединения линий от точки до точки при создании цифры.

Ниже представлен программный код реализации правильного соединения линий точек для создания цифры:

//при нажатии кнопки «Проверить» вызывается функция proverka

_root.proverka.onPress = function() { // проверка для цифры один if ^hain_nums[1] == 1) {

//выдаёт количество соединений, которые объединяют точки из массивов num1 = tes^chain^hainjone^); num2 = test_chain(сhain_one_2_1); num3 = test_chain(сhain_one_2_2);

if ((num1 == 1) and (((num_wires == 3) and (num2 == 2)) or ((num_wires == 2) and (num3 == 1)))) { // num_wires - количество соединений _root.wind1._alpha = 100;

//вызов функции hide_windows через указанный промежуток времени

setTimeout(hide_windows, 2000, 1);

^ain_nums[1] = 2;

num_complet++;

_root["num"+1]._alpha = 0;

//вызов функции show_nums через указанный промежуток времени setTimeout(show_nums, 2000); } else {

_root.wind2._alpha = 100;

//вызов функции hide_windows через указанный промежуток времени setTimeout(hide_windows, 2000, 2);

}

Фрагмент программного кода для функции hide_windows ():

function hide_windows(n:Number) { if (n == 1) {

_root["wind"+n]._alpha = 0; } else {

_root["wind"+n]._alpha = 0;

}

Фрагмент программного кода для функции test_chain ():

function test_chain(array:Array) { var n = 0;

for (i=0; i<array.length-1; i++) {

for (j=0; j<fixingpoint1.length; j++) {

if ((fixingpoint1[j] == array[i] and fixingpoint2[j] == array[i+1]) or (fixingpoint1[j] == array[i+1] and fixingpoint2[j] == array[i])) {

n++;

}

}

}

return n;

}

Фрагмент программного кода для функции remove_wires ():

function remove_wires() { for (k=1; k<=prNum; k++) {

for (i=1; i<=nch; i++) {

_root["compound"+k]._alpha = 0; prAlpha[k] = 0;

_root["compound"+k].removeMovieClip();

_root["np"+a+"nz"+i].removeMovieClip();

f1[k] = false;

f2[k] = false;

fixingpoint1[k] = 0;

fixingpoint2[k] = 0;

}

n = 0;

num_wires = 0; }

Фрагмент программного кода для функции show_nums(): function show_nums() { remove_wires(); if (num_complet<9) { sh = 0;

while (sh == 0) {

show_num = random(9)+1; for (i=1; i<=9; i++) {

if (сhain_nums[show_num] == 0) {

_root["num"+show_num]._alpha = 100;

сhain_nums[show_num] = 1; sh = 1;

}

}

} else {

_root.wind1._alpha = 100;

}

} show_nums();

// варианты соединения линий для цифры 1 var сhain_one_1:Array = [3, 2]; var сhain_one_2_1:Array = [2, 4, 6]; var сhain_one_2_2:Array = [2, 6];

// варианты соединения линий для цифры 2 var сhain_two:Array = [1, 2, 4, 5, 6];

// варианты соединения линий для цифры 3 var diain^three^rray = [1, 2, 3, 4, 5];

Представленный в настоящей статье ЦОР «Использование компьютерной мыши» проходит апробацию в школах г. Перми и Пермского края на занятиях по информатике в начальной школе.

Перспективы работы над проектом состоят в пополнении модулей новыми интерактивными моделями для отработки базовых навыков компьютерной грамотности, в частности, при работе с устройствами ввода информации (например, отработка умений двойного щелчка мыши, работа с правой кнопкой мыши, работа с клавиатурой), создании моделей с обновленным предметным содержанием, публикации ресурса в сети Интернет.

Список литературы

1. Безрукова В.С. Основы духовной культуры (энциклопедический словарь педагога). -Екатеринбург: Ажур, 2015. - 937 с.

2. Каптелинин В.Н. Психологические проблемы формирования компьютерной грамотности школьников // Вопросы психологии - 1986. - № 5. - С. 54-65

3. Лапина И.К. Большой энциклопедический словарь. - М.: Астрель, 2013. - 1248 с.

4. Малев В.В. Общая методика преподавания информатики. - М.: Директмедиа, 2013. -

273 с.

5. Методика преподавания информатики: учеб. пособие для студетов пед. вузов/ М.П. Лапчик, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер; под общей ред. М.П. Лапчика. - М.: Издат. центр «Академия», 2001. - 624 с.

6. Основы информатики и вычислительной техники: учеб. пособие для сред. учеб. Заведений: в 2 ч. Ч.2 / А.П. Ершов, В.М. Монахов; под общ. ред. А.П. Ершова. - М.: Просвещение, 1986. - 143 с.

7. Поспелов Д.А. Информатика: энциклопед. словарь - М.: Педагогика-пресс, 1994. - 352

с.

8. Селевко Г.К. Энциклопедия образовательных технологий: в 2 т. Т. 1. - М.: Народное образование, 2005. - 556 с.

9. ФГОС начального общего образования (от 6 октября 2009 г. № 373). - М., 2009.

10. Enjoy English. 3 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений / под ред. М.З. Биболетова, О.А. Денисенко, Н.Н. Трубанева. - Обнинск: Титул, 2008 - 142 с.