Maciej M. Sysło UMK Toruń, UWr Wrocław Nowa twarz kształcenia informatycznego czyli o nadchodzących.

Prezentacja na temat: "Maciej M. Sysło UMK Toruń, UWr Wrocław Nowa twarz kształcenia informatycznego czyli o nadchodzących."— Zapis prezentacji:

1 Maciej M. Sysło UMK Toruń, UWr Wrocław syslo@mat.uni.torun.pl, …@ii.uni.wroc.pl http://mmsyslo.pl Nowa twarz kształcenia informatycznego czyli o nadchodzących zmianach w podstawie programowej i nauczaniu programowania Informatyka dla wszystkich uczniów

2 Polska … 2 Maciej M. Sysło Koniec stycznia, 2016: Prezydent Obama ogłasza Computer Science for ALL i obiecuje znaleźć na to $ 4 000 000 000 przed USA Koniec grudnia, 2015:  szybki Internet do wszystkich szkół (MC)  nowa podstawa programowa informatyki, a w niej programowanie dla wszystkich uczniów

3 Ewolucja szkoły ku elastycznemu systemowi kształcenia M.M. Sysło W Wielkiej Brytanii: Koniec z ICT w szkołach ? 3 ICT znika z podstawy programowej i robi miejsce dla informatyki Minister edukacji w UK Maciej M. Sysło To było w 2012 roku Od września 2014 do szkół UK weszła informatyka i programowanie dla wszystkich uczniów

4 Polacy a umiejętność programowania 4 średnia europejska: 20 Polscy uczniowie i studenci: 16 22 miejsce w Europie Badania EuroStat Maciej M. Sysło

5 5 Polska: Poniżej średniej europejskiej we wszystkich kategoriach PISA 2012 Maciej M. Sysło

6 Dlaczego nasi uczniowie wypadki źle (29 miejsce na 32 kraje) w badaniach PISA w zakresie rozwiązywania problemów, programowania urządzeń cyfrowych. Testy: najkrótsze drogi klimatyzator Biletomat 6 Maciej M. Sysło Jedna z motywacji Rozwiązywanie problemów i „programowanie”

7 Maciej M. Sysło 7 Inicjatywy związane z programowaniem  Inicjatywa Samsunga: Mistrzowie kodowaniaMistrzowie kodowania  Wykład twórcy języka Scratch, Mitchela Resnicka: po angielsku: http://edu.rsei.umk.pl/wcce2013/?q=node/60 z przekładem: http://edu.rsei.umk.pl/iwe2013/?q=node/21 http://edu.rsei.umk.pl/wcce2013/?q=node/60 http://edu.rsei.umk.pl/iwe2013/?q=node/21  Godzina kodowania – ponad 150 mln uczestników http://godzinakodowania.pl/ – np. zajęcia dla, którzy nie czytają http://godzinakodowania.pl/  Wiele innych inicjatyw krajowych i zagranicznych  Konkurs Bóbr – http://bobr.edu.pl/http://bobr.edu.pl/  Akademia Khana – https://pl.khanacademy.org/https://pl.khanacademy.org/  Programowanie robotów – Wonder: http://www.wonderpolska.pl/http://www.wonderpolska.pl/  …

8 Alfabetyzacja XXI wieku 8 Mark Prensky The True 21st Century Literacy is Progarmming Prawdziwą alfabetyzacją XXI wieku jest programowanie (jako umiejętność korzystania z innowacyjnych możliwości technologii – komputerów, nie tylko z gotowych rozwiązań)  Programuj! Jeśli nie chcesz być programowany! (Douglas Rushoff)  Uczy programowania nie programów (informatyka a nie tylko TIK/ICT)  Umiejętność programowania:  rozwija logiczne i kreatywne myślenie,  rozwija precyzyjne prezentowanie pomysłów i rozwiązań  sprzyja dobrej organizacji pracy  buduje kompetencje potrzebne przy współpracy  przydatna w każdej dziedzinie, nie tylko w informatyce Maciej M. Sysło

9 9 Język, języki … Motto: Granice naszego języka są granicami naszego poznania (świata) [Ludwig Wittgenstein] Jak zmienić i poszerzyć „język”, by nie krępował uczniów, a angażował, umożliwiał i motywował ich do poznawania świata? programowania technologii świata za pomocą technologii [Maciej M. Sysło] Komputer – maszyna do (wspomagania) myślenia ale komputer – wykonuje tylko programy, a każdy program to to zapis jakiegoś algorytmu A więc język programowania – to język komunikacji z komputerem – ale o czym „rozmawiać” z komputerem? Trzeba mieć „coś do powiedzenia” – znać algorytmy Pojęcia, algorytmy przed programowaniem

10 Języki programowania: Dobry język odzwierciedla ważne pojęcia Język powinien być nośnikiem, a nie obiektem nauczania; jest narzędziem, a nie celem poznawany, gdy potrzebujemy żaden szczególny – jest ich ponad 3000 program – to komunikat, „przekaz” zrozumiały dla innych osób, nie tylko dla maszyn to sposób myślenia – różne języki, to różne metodyki programowania, różne obszary aplikacji, różni „czytelnicy” – maszyny i ludzie ogólnie: języki wizualne i tekstowe, jednak nie ma programowania wizualnego – języki wizualne minimalizują techniczne detale składni (syntaktyki) ważne: niemal każda aplikacja może być „programowana” 10 Programowanie Maciej M. Sysło

11  2020 w USA: potrzebnych będzie ponad 1 mln osób z wykształceniem informatycznym, a uczelnie opuści tylko 400 tys.  Podobnie w UK, UE i w Polsce  ale ok. 30 tys. absolwentów starało się na kierunki informatyczne, na ogół nie przygotowanych do studiowania informatyki – tylko 4 tys. zdawało maturę z informatyki  stąd duży odsiew na I roku studiów (ponad 50%) – zły, nie przygotowany wybór do studiowania Generalnie:  Kompetencje informatyczne = kompetencje rozwiązywania problemów z pomocą komputera = kompetencje rozwiązywania jakichkolwiek problemów niemal w każdej dziedzinie 11 Maciej M. Sysło Inna motywacja – potrzeby i kompetencje

12 Maciej M. Sysło 12 Motto – maszyny a myślenie Najtrafniejsze określenie roli i miejsca komputerów, także w edukacji: Mądrością staje się symbioza tego, w czym mózg jest najlepszy, z tym, co komputer potrafi wykonać nawet lepiej [Mark Prensky, 2012]

13 Informatyka (nie tyko technologia) stała się nierozerwalną częścią naszego życia. Ważne, by wiedzieć, jak działa komputer i jego oprogramowanie, co można, a czego nie można wykonać za pomocą komputera, gdyż ma to wpływ funkcjonowanie w społeczeństwie. Informatyka, jej nauczanie, wspomaga kreatywność łącząc tak odległe dziedziny, jak: matematyka (logika), inżynieria (rozwiązywanie problemów), sztuka (twórczość artystyczna), psychologia (czynniki ludzkie) i inne. Informatyka oferuje umiejętności bardzo przydatne w wielu przedmiotach szkolnych, w późniejszych studiach, jak i w większości zawodów. Jedną z takich umiejętności jest programowanie urządzeń cyfrowych, w tym komputerów. 13 Maciej M. Sysło Znaczenie informatyki Nie ma innej dziedziny, która spinałaby tak wiele innych dziedzin.

14 Rada ds. Informatyzacji przy ministrze EN zaproponowała zmiany w podstawie programowej (wiosna 2015, konsultacje społeczne – lipiec- październik 2015, zapowiedź wprowadzenia – grudzień 2015) : Powszechne kształcenie informatyczne w Polskim Systemie Edukacji Przedmiot: informatyka w: 1-3, 4-6, Gim, pondGim kształcenie informatyczne – w zakresie informatyki edukacja informatyczna – szeroko jako komputery w edukacji Historia: informatyka – od 1985 roku nie zniknęła z podstawy, chociaż były takie zakusy na każdym etapie edukacyjnym są wydzielone przedmioty informatyczne – problem w innych krajach 14 Maciej M. Sysło Mocne uderzenie

15 Źródła kryzysu w zainteresowaniu kształceniem informatycznym:  brak wcześniejszego kontaktu uczniów z informatyką  brak przygotowania w szkole do przyszłych wyborów  wyparcie informatyki przez technologię w powszechnym nauczaniu – technologia jako informatyka dla wszystkich  mało atrakcyjne dla uczniów kształcenie informatyczne  mylne wyobrażenie o informatyce  przekonanie uczniów o swoich umiejętnościach informatycznych 15 Maciej M. Sysło Odpowiedzi w podstawie na obserwowany kryzys Odpowiedź w propozycji podstawy  od pierwszej do ostatniej klasy  kształtowanie wyborów przez możliwość personalizacji zajęć  informatyka jako samodzielny przedmiot – technologia jako zastosowania informatyki, także w innych przedmiotach  atrakcyjność jako zaangażowanie w rozwiązywanie realnych zadań  działania społeczne  zainteresowanie tym, jak wpływać na to, co się dzieje na ekranie

16 Rozwój edukacji informatycznej Kolejne etapy rozwoju edukacji informatycznej: alfabetyzacja komputerowa (lata 80’-90’) – podstawy posługiwania się komputerami biegłość w posługiwaniu się technologią (XX/XXI w.) – podstawowe pojęcia i idee informatyczne – baza dla rozumienia technologii w jej rozwoju zdolności intelektualne w kontekście TI – myślenie abstrakcyjne w kontekście przetwarzania informacji Efekt: technologia informacyjna jako informatyka dla każdego informatyka wypracowała mental tools – metody rozumowania – myślenie komputacyjne – przydatne w rozwiązywaniu problemów rzeczywistych z różnych dziedzin myślenie algorytmiczne – kształtowane na gruncie informatyki – myślenie komputacyjne – efekt tego kształcenia w innych dziedzinach Efekt: informatyka i myślenie komputacyjne dla wszystkich uczniów 16 Maciej M. Sysło

17 Świetny przykład (A.B. Kwiatkowska): próbujemy dopasować jedno do drugiego, porównać zgodność jednego z drugim: DNA – na ile jest ono wspólne dla bliźniąt? DNA – czy zawiera pewne fragmenty związane z chorobami dziedzicznymi? W jakim stopniu pokrywają się prace – plagiat? Informatyka daje metodę/narzędzie dopasowanie wzorca informatyka + 17 Myślenie – nie tylko informatyczne Maciej M. Sysło

18 Propozycja podstawy programowej Wspólne Cele kształcenia – Wymagania ogólne – dla wszystkich etapów I. Rozumienie, analizowanie i rozwiazywanie problemów na bazie logicznego i abstrakcyjnego myślenia, myślenia algorytmicznego i sposobów reprezentowania informacji. II. Programowanie i rozwiazywanie problemów z wykorzystaniem komputera oraz innych urządzeń cyfrowych: układanie i programowanie algorytmów, organizowanie, wyszukiwanie i udostępnianie informacji, posługiwanie się aplikacjami komputerowymi. III. Posługiwanie się komputerem, urządzeniami cyfrowymi i sieciami komputerowymi, w tym: znajomość zasad działania urządzeń cyfrowych i sieci komputerowych oraz wykonywania obliczeń i programów. IV. Rozwijanie kompetencji społecznych, takich jak: komunikacja i współpraca w grupie w tym w środowiskach wirtualnych, udział w projektach zespołowych oraz organizacja i zarządzanie projektami. V. Przestrzeganie prawa i zasad bezpieczeństwa. Respektowanie prywatności informacji i ochrony danych, netykiety, norm współżycia społecznego, praw własności intelektualnej; ocena i uwzględnienie zagrożeń, związanych z technologią. 18 Maciej M. Sysło Spiralna realizacja na kolejnych etapach

19 SP 1-3, cele ogólne I i II I. Rozumienie, analizowanie i rozwiazywanie problemów. Uczeń: 1) Porządkuje w postaci sekwencji (liniowo) następujące informacje: obrazki i teksty składające się na historyjki (storytelling), polecenia (instrukcje) składające się codzienne czynności, 2) planuje w ten sposób późniejsze ich zakodowanie za pomocą komputera. 3) Tworzy polecenia (sekwencję poleceń) dla określonego planu działania lub dla osiągnięcia celu. W szczególności wykonuje te polecenia w aplikacji komputerowej. II. Programowanie i rozwiazywanie problemów z wykorzystaniem komputera oraz innych urządzeń cyfrowych. Uczeń: 1) Korzysta z przystosowanych do swoich możliwości i potrzeb aplikacji komputerowych, związanych z kształtowaniem podstawowych umiejętności: pisania, czytania, rachowania i prezentowania swoich pomysłów. 2) Programuje wizualnie proste sytuacje/historyjki według pomysłów własnych i pomysłów opracowanych wspólnie z innymi uczniami. 3) Steruje robotem lub inną istotą na ekranie komputera lub poza komputerem. 19 Maciej M. Sysło TI:

20 SP 4-6, cele ogólne II II. Programowanie i rozwiazywanie problemów z wykorzystaniem komputera oraz innych urządzeń cyfrowych. Uczeń: 1) Korzysta z odpowiednich aplikacji przy tworzeniu i zapisywaniu historyjek oraz poleceń, które wykorzystuje do planowania ich aranżacji, a następnie programowania wizualnego. 2) Projektuje, tworzy i zapisuje w wizualnym języku programowania pomysły historyjek, rozwiązania problemów i proste algorytmy z wykorzystaniem poleceń sekwencyjnych, iteracyjnych i warunkowych oraz procesów współbieżnych. 3) Testuje na komputerze swoje programy pod względem zgodności z przyjętymi założeniami o efektach ich działania, objaśnia przebieg działania programów. 4) Posługuje się podstawowymi aplikacja komputerowymi (edytory, arkusz, program prezentacyjny), na swoim komputerze lub w sieci, do przygotowania opracowań związanych z rozwiązywanymi problemami lub udziałem w pracach zespołowych. 5) Wyszukuje w sieci potrzebne informacje i zasoby edukacyjne nawigując między stronami. 6) Gromadzi, selekcjonuje, porządkuje i przechowuje informacje w komputerze lub w innych urządzeniach. 7) Posługuje się siecią komputerową (szkolną, siecią Internet) jako medium komunikacyjnym. 8) Pracuje w wirtualnym środowisku (na platformie, w chmurze), stosując się do sposobów i zasad pracy w takim środowisku. 9) Korzysta z innych urządzeń elektronicznych, poza komputerami, takimi, jak: kalkulator, urządzenia mobilne, w rozwiązywaniu problemów i uczeniu się. 20 Maciej M. Sysło TI: Internet

21 Wyzwania Programowanie w najmłodszym wieku – i co dalej? Jak podtrzymywać zainteresowanie uczniów programowaniem i informatyką przez 12 lat w szkole? Rola programowania: –learn to code? –code to learn? –code to earn? Jak nie przegapić w szkole momentu głębszego zainteresowania informatyką i programowaniem? Odpowiedzi w podstawie, w przygotowaniu nauczycieli i realizacji podstawy w szkołach 21 Maciej M. Sysło

22 Diagnoza – aktualna sytuacja: (1)na każdym etapie edukacyjnym istnieją przedmioty informatyczne (2)w szkołach pracują nauczyciele tych przedmiotów (3)szkoły są wyposażone w podstawowy sprzęt informatyczny (4)środowiska programistyczne są powszechnie dostępne i bezpłatne (5)duże zaangażowanie uczniów i gotowość do udziału w zajęciach informatycznych/programistycznych 22 Maciej M. Sysło Wdrożenie – diagnoza

23 1)Rada: frontalne działania: nowa podstawa programowa przedmiotów informatycznych jednocześnie wdrażana we wszystkich klasach, szkołach i na wszystkich etapach edukacyjnych 2)MEN: po10 szkół na każdym poziomie w każdym województwie przeprowadza innowację pedagogiczną 3)W uczelniach wyższych: studia podyplomowe i kursy doskonalące, odpowiednie moduły na już funkcjonujących studiach nauczycielskich dla obecnych i przyszłych nauczycieli, których dotyczy zmiana podstawy programowej z przedmiotów informatycznych. 23 Maciej M. Sysło Wdrożenie - Propozycja działań

24 1)Nie jest potrzebny formalny pilotaż, zorganizowany – podobnie jak w programie Cyfrowa Szkoła – tylko w wybranych szkołach. Tego rodzaju pilotaż ma tę wadę, że szkoły, które nie są wybrane do pilotażu, nie podejmują żadnych działań. Znaczący czas i wkład w przygotowanie takiego pilotażu. 2)Potrzebne natomiast prowadzenie badań pilotażowych w trakcie frontalnego wdrażania, przez jakiś czas, na reprezentatywnej próbie uczniów, nauczycieli, klas i szkół, środowisk. 24 Maciej M. Sysło Wdrożenie – Jaki pilotaż?

25 1)standardy przygotowania nauczycieli do prowadzenie zajęć z informatyki na różnych etapach edukacyjnych 2)system ewaluacji pracy nauczycieli informatyki, podczas regularnych zajęć z uczniami w klasie; 3)ramowe programy zajęć w uczelniach: studiów podyplomowych studiów nauczycielskich dla przyszłych nauczycieli informatyki na poszczególnych etapach edukacyjnych modułów informatycznych, do kształcenia w uczelniach przyszłych nauczycieli nauczania początkowego i przedszkolnego 4)programy kursów doskonalących nauczycieli, którzy mają uprawnienia do nauczania informatyki; 5)certyfikat – potwierdzenie przygotowania do prowadzenia zajęć z informatyki 25 Maciej M. Sysło Wdrożenie – wsparcie rozwoju nauczycieli

26 1)propozycje programów nauczania dla wszystkich etapów edukacyjnych, zgodnych z podstawą 2)materiały dydaktyczne – obudowa metodyczna programów nauczania i zawierająca materiały do pracy z uczniami 3)materiały edukacyjne dla uczniów 4)materiały do kształcenia i doskonalenia nauczycieli informatyki 5)portal edukacyjny – społeczności uczących się Materiały otwarte, na wolnych licencjach. 26 Maciej M. Sysło Przygotowanie materiałów

27 1)szkolne programy wdrażania zmian w podstawie kształcenia informatycznego 2)w tym – programy rozwoju nauczycieli do uczenia informatyki 3)wyposażenie – standardowe powinno wystarczyć 4)wyposażenie – ekstra: tablety, tablice, ekrany 5)wyposażenie – ekstra: roboty  duża oferta rynkowa: Lego, Intel, BBCmicro:bit  duża oferta krajowa  wypożyczalnia?  wspólne wyposażenie dla techniki 27 Maciej M. Sysło Przygotowanie szkół

28 Tok zajęć: pojęcia, algorytm, program Sytuacja problemowa: gry/aktywności kooperacyjne, łamigłówki z użyciem obiektów, które mają konkretne/realne znaczenie dla uczniów a z niej wynikające pojęcia Pojawia się: rozwiązanie, algorytm Algorytm, przepis, rozwiązanie można zaprogramować Komputer, gotowa aplikacja (np. do programowania) – mogą pojawić się na dowolnym etapie. 28 Maciej M. Sysło Zalecane trzy formy aktywności, w uzupełnieniu tekstu/podręczników: wizualne uczenie się (obiekty graficzne, modele abstrakcyjne i fizyczne, obrazkowe programowanie) słuchowe uczenie się (rozmowy, dyskusje, grupy i cała klasa, …) kinestetyczne uczenie się (fizyczne aktywności uczniów)

29 29 Zajęcia z realnej sytuacji – to uczniów zajmuje, motywuje Znajdź swój dom i swoją szkołę na Google map Znajdź swoją drogę do/z szkoły Znajdź najkrótszą drogę (odległość i czas) do/z szkoły różnymi środkami transportu: na piechotę, na rowerze, samochodem, komunikacja miejska Która z tych dróg jest najkrótsza (czas/odległość)? Najkrótsze drogi, 2 Maciej M. Sysło

30 30 Zapowiedź Wkrótce: WSiP  Helion

31 31 Maciej M. Sysło http://mmsyslo.pl Dziękuję Państwu za uwagę i proszę nie zapomnieć: