nie technologia informacyjna! Informatyka, nie technologia informacyjna! Maciej M. Sysło UWr Wrocław, UMK Toruń syslo@ii.uni.wroc.pl, syslo@mat.uni.torun.pl Jest to prezentacja dotycząca podręcznika Informatyka to podstawa Zespołu z Uniwersytetu Wrocławskiego: Ewa Gurbiel, Grażyna Hardt-Olejniczak, Ewa Kołczyk, Helena Krupicka, Maciej M. Sysło W tej prezentacji krótko charakteryzujemy ten podręcznik z naciskiem na jego nowatorskie cechy, którymi są; Przejęte podejście do pracy uczniów – podręcznik składa się propozycji projektów, które wykonują uczniowie w klasie i poza klasą i które Kształtują myślenie komputacyjne. Inne materiały są sukcesywnie zamieszczane w witrynie na stronie Klubu Nauczyciela WSiP: http://www.wsipnet.pl/kluby/informatyka.html?k=2239, a także mmsyslo.pl. Znajdą się tam: Ta prezentacja Krótki wstęp do podręcznika Rozkład materiału, w którym projekty są powiązane z zapisami podstawy programowej. Program nauczania Artykuł na temat metody projektów Artykuł na temat myślenia komputacyjnego Scenariusze zajęć Zachęcamy do zapoznania się z notatkami z prezentacji, które znajdują się w osobnym pliku

Informatyka to podstawa Charakterystyka zajęć z podręcznikiem: Zamiast standardowych lekcji – uczniowie pracują metodą projektów, znaną im np. z gimnazjum. Każdy projekt kształtuje myślenie komputacyjne. Pojawiają się elementy programowania zrozumiałe dla każdego ucznia. Przedstawiamy podręcznik, charakteryzujący się następującymi cechami, które wyróżniają go pośród innych podręczników adresowanych do tego samego przedmiotu w szkołach ponadgimnazjalnych. Zajęcia polegają na wykonywaniu przez uczniów projektów – projekty uczniowie wykonywali już w gimnazjum. Tutaj proponujemy jednolity sposób charakteryzacji projektów. We wszystkich działaniach uczniów jest kształtowane myślenie komputacyjne, nawet jeśli oni nie zdają sobie z tego sprawy. W ostatnim rozdziale pojawiają się elementy programowania, w podręczniku w języku Pascal, ale uczniowie i nauczyciel mogą wybrać inny język. WAŻNE. Podręcznik jest cienki, skrojony na 30 godzin zajęć. Zaproponowana metoda pracy umożliwia realizację zapisów podstawy i programu nauczania przy założeniu, że uczniowie pracują także poza lekcjami, a to umożliwia przyjęta metoda ich pracy, metoda projektów. Ta ostatnia cecha realizacji przyjętego podejścia ma charakter odwróconej klasy (ang. flipped classroom) – uczniowie pracują także poza lekcjami, w domu, a zajęcia w szkole służą wyjaśnieniu pojawiających się problemów, pracy grupowej, zakończeniu projektów. Proszę kliknąć na okładce – otworzy się preprint na stronie WSiP do przeglądania. 2 Maciej M. Sysło 2

Informatyka to podstawa Spis treści z podręcznika. Podręcznik ma nietypową budowę i układ treści. Porusza zagadnienia informatyczne przewidziane przez program nauczania (podstawę programową), ale nie omawia ich wprost na kolejnych lekcjach. Wybrano natomiast pewną liczbę różnorodnych projektów, których realizacja jest okazją do poznania zagadnień programowych i nabycia związanych z nimi umiejętności i poszerzenia wiedzy z zakresu informatyki i jej zastosowań. 3 Maciej M. Sysło 3

Podręcznik dla wszystkich uczniów Spis treści: Komputerowe środowisko pracy: Windows 7, zaprojektuj własny e-podręcznik Komunikacja i informacje w Internecie: własna strona dla dokumentacji projektu, społeczności sieciowe, ePortfolio Grafika komputerowa: logo i baner na stronę projektu Redagowanie tekstów: polemika z wypowiedzią Umberta Eco i odpowiedzialność prawna. Prezentacje: reprezentacja informacji w komputerze, quiz Dane i ich wizualizacja (w arkuszu): zmiany ludności w Polsce, katalog funkcji Gromadzenie danych w bazach i ich analiza: wyniki sportowe, zjazd absolwentów Proste obliczenia algorytmiczne: reprezentacje, wyniki wyborów Spis treści z podręcznika. Na czerwono wyróżniono terminy informatyczne, projekty zaś dotyczą różnych zastosowań. 4 Maciej M. Sysło

Metoda projektu Fragment z podręcznika z opisem jednego z projektów. Charakterystyka każdego projektu składa się z tych samych punktów. 5 Maciej M. Sysło 5

Informatyka to podstawa Każdy projekt jednolicie opisany: Przewodni temat – czego dotyczy projekt Uzasadnienie – dlaczego warto się nim zająć Informatyczne cele – każdy projekt ma swoje cele informatyczne Rezultaty – na ogół są to odpowiednie dokumenty i prezentacje z przebiegu realizacji projektu Przebieg projektu – opis kolejnych etapów realizacji ze wskazówkami, jak poradzić sobie z niektórymi poleceniami Zamiast ćwiczeń i zadań – uczniowie wykonują projekt Charakterystyka każdego projektu składa się z tych samych punktów. WAŻNE W podręczniku nie ma konkretnych ćwiczeń ani zadań, uczniowie pracują tylko nad projektami i oceniana jest ich praca nad projektami oraz rezultaty projektów. Może być także oceniana współpraca w zespole pracującym nad projektem. W rozkładzie materiału, obok projektów wypisano zapisy podstawy programowej, których są realizacją. Maciej M. Sysło 6

Szkoły ponadgimnazjalne Zakres podstawowy Podstawa programowa Szkoły ponadgimnazjalne Zakres podstawowy Zwróć uwagę na wymagania ogólne: III. Rozwiązywanie problemów i podejmowanie decyzji z wykorzystaniem komputera, z zastosowaniem podejścia algorytmicznego. Wypisy z podstawy programowej przedmiotu informatyka w zakresie podstawowym. 7 Maciej M. Sysło

Podstawa programowa Wymagania szczegółowe: Szkoły ponadgimnazjalne Zakres podstawowy Wymagania szczegółowe: 5. Rozwiązywanie problemów i podejmowanie decyzji z wykorzystaniem komputera, stosowanie podejścia algorytmicznego. Uczeń: 1) prowadzi dyskusje nad sytuacjami problemowymi; 2) formułuje specyfikacje dla wybranych sytuacji problemowych; 3) projektuje rozwiązanie: wybiera metodę rozwiązania, odpowiednio dobiera narzędzia komputerowe, tworzy projekt rozwiązania; 4) realizuje rozwiązanie na komputerze za pomocą oprogramowania aplikacyjnego lub języka programowania; 5) testuje otrzymane rozwiązanie, ocenia jego własności, w tym efektywność działania oraz zgodność ze specyfikacją; 6) przeprowadza prezentację i omawia zastosowania rozwiązania. Kroki rozwiązywania problemów z wykorzystaniem komputera Wypisy z podstawy programowej przedmiotu informatyka w zakresie podstawowym. 8 Maciej M. Sysło

Rozwój edukacji informatycznej Kolejne etapy historycznego rozwoju edukacji informatycznej: najpierw była alfabetyzacja komputerowa (lata ’80– ’90) – podstawowa wiedza i umiejętności związane z posługiwaniem się komputerami, później: biegłość w posługiwaniu się technologią (przełom XX/XXI w.), dodatkowo: podstawowe pojęcia i idee informatyczne – baza dla rozumienia nowych technologii w rozwoju zdolności intelektualne wyższego stopnia w zakresie TI – myślenie abstrakcyjne w kontekście przetwarzania informacji, obecnie (XXI w.): myślenie komputacyjne (computational thinking) – informatyczne podejście do rzeczywistych problemów z różnych dziedzin, uzupełnienie 3R: reading, writing, arithmetic. Przedstawiamy tutaj etapy rozwoju edukacji informatycznej adresowanej do wszystkich uczniów. 9 Maciej M. Sysło

Wcześniej: podejście algorytmiczne Synonimy: Rozwiązywanie problemów z pomocą komputerów Podejście algorytmiczne, a teraz: myślenie komputacyjne Tworzenie dobrego komputerowego rozwiązania – czytelnego, poprawnego, efektywnego – w 6 etapach: dyskusja nad sytuacją problemową, specyfikacja problemu – jego dokładny opis, projektowanie rozwiązania: wybór metody (w szczególności – algorytmu) rozwiązania, wybór narzędzia, projekt rozwiązania, komputerowa realizacja: wykorzystanie gotowego rozwiązania lub stworzenie nowego, testowanie i ewaluacja rozwiązania, prezentacja, zastosowanie – pokaż, jak pracowałeś. Główna zasada metodyczna w podejściu algorytmicznym W podstawie programowej występuje „podejście algorytmiczne”, które jest wcześniejszą nazwą myślenia komputacyjnego. Ta nazwa najczęściej była i jest kojarzona z informatyką i z zajęciami informatycznymi w szkole. Natomiast myślenie komputacyjne powinno być odnoszone do posługiwania się komputerem i technologią w jakiejkolwiek dziedzinie i powinno być kompetencją każdego ucznia, studenta, użytkownika komputerów. 10 Maciej M. Sysło 10

Teraz: myślenie komputacyjne Kompetencje (umiejętności) budowane na mocy i ograniczeniach komputerowego przetwarzania informacji w różnych dziedzinach i rozwiązywania rzeczywistych problemów. Wśród takich umiejętności są (J. Wing, 2006): tworzenie reprezentacji i modelowania danych, problemów i rozwiązań, redukcja i dekompozycja złożonych problemów, tworzenie przybliżonych rozwiązań (aproksymacji), gdy dokładne rozwiązanie nie jest możliwe, stosowanie heurystyk, stosowanie rekurencji, czyli myślenia indukcyjnego (rekurencja = iteracja). Samą nazwę „myślenie komputacyjne” można skojarzyć z pierwszym logo (sloganem) firmy IBM z 1924 roiku (kiedy nie było jeszcze żadnego komputera) . Thomas J. Watson, pierwszy dyrektor IBM użył tego sloganu, by przekonać ludzi, że ważniejsze jest najpierw myślenie, a następnie sięgnięcie po komputer (maszynę). Wymieniamy tutaj niektóre z szeroko rozumianych umiejętności składających się na myślenie komputacyjne. Na następnym slajdzie przedstawiamy, jak wygląda w praktyce np. szkolnej posłużenie się myśleniem komputacyjnym i kształtowanie takich kompetencji. 1911 (1924) 11 Maciej M. Sysło

Myślenie komputacyjne Myślenie komputacyjne towarzyszy procesom rozwiązywania problemów za pomocą komputerów: problem jest formułowany w postaci umożliwiającej posłużenie się w jego rozwiązaniu komputerem lub innymi urządzeniami; problem polega na logicznej organizacji danych i ich analizie – danymi mogą być teksty, liczby, ilustracje itp.; rozwiązanie problemu można otrzymać w wyniku zastosowania podejścia algorytmicznego, ma więc postać ciągu kroków; projektowanie, analiza i komputerowa implementacja (realizacja) możliwych rozwiązań prowadzi do otrzymania najbardziej efektywnego rozwiązania i wykorzystania możliwości i zasobów komputera oraz sieci; doświadczenie nabyte przy rozwiązywaniu jednego problemu może zostać wykorzystane przy rozwiązywaniu innych sytuacjach problemowych. Wymieniamy tutaj podstawowe kroki w zastosowaniu myślenia komputacyjnego do rozwiązywania problemów z pomocą komputerów. Takie podejście może być stosowane w przypadku każdego problemu, co ilustrujemy w naszym podręczniku. 12 Maciej M. Sysło 12

Myślenie komputacyjne Informatyka przedmiot eksperymentalny, na maturze jedyny, liczy się efekt, nie tylko podejmowane próby, kształtuje wiele kompetencji: abstrakcja, analiza… Myślenie komputacyjne integruje ludzkie myślenie z możliwościami i mocą komputerów, oprócz stosowania gotowych narzędzi i informacji kształtuje kreatywność w tworzeniu własnych narzędzi i informacji. Jak uczyć? Podręcznik dla LO: Informatyka to podstawa Zasoby Nauki z komputerem na mmsyslo.pl Podsumowanie znaczenia myślenia komputacyjnego Informatyka Informatyka jest jedynym przedmiotem eksperymentalnym na maturze i w wielu szkołach pozostaje jedynym przedmiotem eksperymentalnym na zajęciach. Przedmiot eksperymentalny to taki, na którym wykorzystywane są urządzenia poza tradycyjnym piórem i papierem. Na zajęciach i maturze z informatyki liczą się nie tylko podejmowane próby rozwiązania, ale efekt końcowy, który zależą także od umiejętności posługiwania się komputerem. Informatyka kształtuje kompetencje abstrakcyjnego myślenia, analizy. Myślenie komputacyjne Integruje ludzkie myślenie z możliwościami i mocą komputerów. Kształtuje kreatywność w tworzeniu własnych rozwiązań komputerowych. Jak uczyć? Pokazujemy to w podręczniku „Informatyka to podstawa” Wiele przykładów można znaleźć w naszym innym podręczniku „Nauka z komputerem”. Był on napisany do gimnazjum, ale zawiera wiele przykładów uniwersalnych, na każdy poziom edukacyjny. Nie jest już wznawiany, ale można go znaleźć, wraz z innymi materiałami, które mu towarzyszą (zasobami, poradnikiem) na stronie: http://mmsyslo.pl/Materialy/Ksiazki-i-podreczniki/Podreczniki 13 Maciej M. Sysło 13

Wielka Brytania: Koniec z ICT w szkołach? Informatyka to podstawa, a nie technologia informacyjna Wielka Brytania: Koniec z ICT w szkołach? jako obowiązek znika z podstawy programowej i robi miejsce dla informatyki ICT W styczniu 2012, minister edukacji Wielkiej Brytanii na otwarciu targów BETT w Londynie zapowiedział zmiany w podstawie programowej szkół – technologia informacyjna pozostanie jako narzędzie, ale zniknie jako obowiązkowy przedmiot, natomiast priorytet w szkołach będzie dany zajęciom z informatyki. Polska jest jedynym krajem, w którym informatyka jako przedmiot nie zniknęła z podstawy programowej przez 25 lat. Należy tylko zadbać o poziom jej nauczania. Maciej M. Sysło

Alfabetyzacja XXI wieku Mark Prensky* The True 21st Century Literacy is Programming Prawdziwą alfabetyzacją XXI wieku jest programowanie (w sensie umiejętności korzystania z innowacyjnych możliwości technologii – komputerów, a nie tylko z gotowych rozwiązań). Mark Prensky, który wprowadził podział na cyfrowych tubylców (uczniowie, dzieci i młodzież) i cyfrowych imigrantów (nauczyciele, dorośli) – ostatnio wycofuje się z niego - w jednym z niedawnych swoich artykułów pisze, że podstawową alfabetyzacją XXI wieku powinna być umiejętność programowania, rozumiano oczywiście bardzo szeroko, nie tylko jako pisanie programów komputerowych, ale głownie jako umiejętność korzystania z szerokich możliwości, jakie przynosi technologia, do własnych celów. * Wprowadził rozróżnienie: cyfrowy tubylec (digital native) – uczeń, który urodził się w erze cyfrowej, oraz cyfrowy imigrant (digital immigrant) – my, dorośli, urodzeni przed erą cyfrową. 15 Maciej M. Sysło 15

Polscy uczniowie i studenci: 16 – 22 miejsce w Europie Polacy a umiejętność programowania Średnia europejska: 20 Eurostat, instytucja zajmująca się badaniami statystycznymi w Unii Europejskiej, opublikowała pod koniec marca 2012 dane dotyczące umiejętności komputerowych obywateli Unii. W większość kompetencji Polacy wypadają poniżej średniej europejskiej. W szczególności: liczba absolwentów kierunków informatycznych w Polsce (3.2) jest poniżej średniej w EU (3.4). We wszystkich grupach umiejętności, w wieku 16-74, Polska jest grubo poniżej średniej EU. W wieku 16-24 (uczniowie i studenci), umiejętności tworzenia prezentacji elektronicznych ma 47%, a średnia w EU jest 59%. i UWAGA: Umiejętność programowania w języku wyższego poziomu ma w Polsce 16% w wieku 16-24, a średnia w EU to 20%. W tej kategorii: POLSKA ZAJMUJE 22 MIEJSCE WŚRÓD 30 KRAJÓW EUROPEJSKICH !!!!! Polscy uczniowie i studenci: 16 – 22 miejsce w Europie 16 Maciej M. Sysło 16

Zapraszamy do Klubu Nauczyciela! Numer aprobaty MEN: 544/2012 Na wsip.pl można znaleźć program nauczania i rozkład materiału do podręcznika. Numer aprobaty MEN: 544/2012 Witryna z różnymi materiałami, dotyczącymi również podręcznika: mmsysylo.pl 17 17