Стратегии раннего обучения для развития навыков вычислительного мышления

СТРАТЕГИИ РАННЕГО ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ РАЗВИТИЯ НАВЫКОВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО МЫШЛЕНИЯ

Юранова Елена Сергеевна

Аннотация. В статье рассматривается навык вычислительного мышления как фундаментальный навык, необходимый человеку в современных реалиях; доказывается необходимость развивать данный навык у каждого ученика с начального этапа обучения в школе. Дается определение рассматриваемого понятия, перечисляются его компоненты и определяется важность навыков вычислительного мышления для детей младшего школьного возраста, предлагаются стратегии раннего обучения вычислительным навыкам, которые могут быть полезны педагогам.

Современные технологии быстро развиваются, и управление этими технологиями стало ключевым навыком, необходимым современному человеку. Работа с цифровыми устройствами стало обычным явлением в современной школе. Основным подходом к развитию данного навыка является программирование. Фундаментальные навыки программирования начинают формироваться с раннего возраста. Прежде чем учащиеся смогут эффективно выполнять разного рода задачи, они должны понять концепции, лежащие в основе программирования. Один из способов— овладение навыками, известными как вычислительное мышление.

Вычислительное мышление — необходимый навык для понимания технологий будущего. Это мыслительный процесс, а не конкретный объем знаний об устройстве или языке. Вычислительное мышление часто ассоциируется с компьютерами и программированием, но важно отметить, что ему можно научить без какого-либо устройства.

Вычислительное мышление – это мыслительные процессы, участвующие в постановке проблем и представлении их решения в форме, которая может быть эффективно реализована с помощью человека или компьютера. Вычислительное мышление – это мощный инструмент для решения задач и понимания мира. Оно лежит в основе программирования, благодаря ему ученые решают задачи в области информатики, но его же можно использовать и для решения повседневных проблем. Оно настолько важно, что во многих странах его стали преподавать в школе [1].

Обучение вычислительному мышлению может быть частью учебной программы на любой ступени, включая начальное образование. Тем самым вычислительное мышление становится необходимым основополагающим навыком для учащихся. Подробно обучая и предоставляя пространство для развития вычислительного мышления, педагоги могут гарантировать, что их подопечные будут мыслить таким образом, который позволит им получить доступ к цифровому миру и понять его. Обучение вычислительному мышлению создаёт потенциальную ситуацию успеха.

Основные компоненты вычислительного мышления.

Выделяют четыре компонента вычислительного мышления: декомпозиция (разложение), распознавание образов, абстракция и алгоритмы [2].

Декомпозиция -это приём, помогающий учащимся разбить сложные проблемы на более мелкие и простые задачи.

Распознавание образов – приём, который помогает учащимся устанавливать связи между схожими проблемами и собственным опытом.

Абстракция учит акцентировать внимание на наиболее важной информации, игнорируя посторонние или несущественные детали.

Алгоритмы используются учащимися для разработки определенных правил или пошагового решения проблем.

Каждый из этих компонентов по своей сути органично вписывается в активное обучение.

Для учеников начальных классов игра продолжает оставаться одним из ведущих видов деятельности. Используя естественные склонности детей к исследованиям и играм, а также поощряя навыки решения проблем, мы можем развивать мышление учащихся, делая его более быстрым, гибким, осмысленным.

Вычислительное мышление стимулирует мыслительную деятельность, а также придаёт ей структуру, позволяющую позднее применить навыки, приобретённые учащимися, к более сложным задачам.

Стратегии внедрения вычислительного мышления в классах начальной школы.

Обучение декомпозиции предполагает, что учащиеся осваивают многокомпонентные решения большой (существенной) проблемы. Вначале обозначается конечная цель, затем следует совместная с учителем «разбивка» на более простые компоненты решения проблемы, освоить которые под силу и учащимся. Однако это требует применения навыков стратегического, вычислительного мышления.

Хотя учащиеся младшего школьного возраста не всегда готовы к многоступенчатым направлениям мыследеятельности, они готовы познакомиться с моделями мышления взрослых.

Например: Учитель описывает сценарий «Планирование праздника по случаю дня рождения», который включает в себя несколько этапов. Задачи такого типа могут быстро стать непосильными без организованного списка более мелких и доступных задач. Учащиеся «разбивают» крупную задачу на более мелкие, а учитель помогает структурировать информацию, а именно графически изобразить или записать визуальное представление их мыслей, давая учащимся мысленную карту того, как решать аналогичные проблемы в будущем.

Распознавание образов как компонент вычислительного мышления начинается с создания базовых образов, которым обучают в начальных классах, и распространяется на более сложные уровни мышления. Распознавание образов предлагает учащимся проанализировать похожие объекты и выявить общие черты.

Например: Чтобы научить учащихся распознавать закономерности, вы можете начать с исследования царства растений. Что общего у большинства растений? У них есть корень, стебель и листья. Хотя между типами растений существует множество различий, эти органы присутствуют практически у всех растений.

Затем вместе с учениками создайте коллаж из растений. Обратите внимание, что у всех них есть корни, стебли и листья. Затем поговорите о том, чем листья отличаются друг от друга по толщине, цвету, длине. Поговорите о том, чем отличаются корни и стебли. Чтобы закрепить навык распознавания образов, предложите своим ученикам нарисовать растение, обозначив корень, стебель и листья. Учащиеся приходят к выводу, что, хотя растения могут отличаться друг от друга, они схожи по своим основным органам.

Поиск закономерностей упрощает задачу, поскольку учащиеся могут использовать то, что уже знают. Распознавая закономерности, ученики расширяют своё понимание окружающего мира. Это помогает им использовать выявленные ими закономерности для решения будущих задач.

Абстракция – это сосредоточение внимания на актуальной и важной информации. Этот компонент вычислительного мышления предполагает отделение основной информации от посторонних деталей.

В начальных классах учителя естественным образом учат детей абстракции на уроках литературы, выявляя основную идею и ключевые детали художественных произведений. Более того, учителя мотивируют учеников искать информацию, ставя перед ними новые цели по мере того, как они приобретают новые знания. Это бесценный навык, поскольку объём получаемой учащимися информации постоянно возрастает, соответственно

Например: Во время прослушивания сообщения о гигиене полости рта, учащиеся будут искать подробную информацию о чистке зубов.

В качестве примера можно рассмаривать те многочисленные случаи, когда от ученика требуется найти, усмотреть известный уже ему закон, принцип, понятие в новых конкретных условиях. С этим учащиеся сталкиваются часто при решении различных задач по математике, когда нужно выявить определенный тип зависимости между данными и искомым, отбросив то, что не имеет к нему непосредственного отношения [3, с. 144].

Обучение алгоритмическому мышлению предполагает разработку пошагового решения проблемы. В частности, это создание последовательных правил, которым необходимо следовать для решения поставленной задачи. В младших классах дети узнают, что порядок выполнения чего-либо может иметь важное значение для достижения цели.

Например: Чтобы научить учащихся мыслить алгоритмами, предложите им подумать о процессе подготовки к урокам. Какие шаги они предпринимают, чтобы качественно выполнить домашнее задание? Какие задания (устные или письменные, лёгкие или сложные) они выполняют в первую очередь? Как изменение последовательности действий повлияет на результат и затраченное время? Если попросить учащихся подумать о том, как входные данные влияют на результат, это побудит их задуматься и внести изменения в свой план для достижения желаемого результата.

Обучение младших школьников стратегиям вычислительного мышления выходит далеко за рамки повышения уровня их комфорта при работе с компьютерами. Это гораздо глубже. Мы живем в мире смартфонов и умных домов, и понимание того, как работают устройства, позволяет нам относиться к технологиям как к партнеру, помогающему нам решать различные задачи.

Вычислительное мышление позволяет учащимся быть активными, а не пассивными пользователями технологий. То, как мы понимаем технологии, которые нас окружают, и то, как мы задаем вопросы об этих устройствах, станет существенным отличием поколения 21-го века. Люди, владеющие навыками вычислительного мышления, будут иметь больше шансов как на профессиональный, так и на долгосрочный жизненный успех. Подготовку к этому можно и нужно начинать с начальной школы.

Список литературы

1. Макоуэн, П. Вычислительное мышление: Метод решения сложных задач/ П Макоуэн. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: —https://www.unite.ai/ru/what-is-computational-thinking/ .– Дата доступа: 20.10.2023.

2. МакФарланд А. Что такое вычислительное мышление? [Электронный ресурс] / А. МакФарланд Режим доступа:– https://www.unite.ai/ru/what-is-computational-thinking/.– Дата доступа: 20.10.2023.

3. Проблемы теории обучения и воспитания младших школьников: история и современность (На материале Республики Татарстан) / Д.Ш. Гильманов [и др.]. — Набережные Челны: Набережночелнинский государственный педагогический университет, 2014. — 144 c.