Informatikos mokymo kaitos tendencijos, poreikiai ir naujovės

dr. Renata Burbaitė

Panevėžio Juozo Balčikonio gimnazijos IT mokytoja

Kauno technologijos universiteto dėstytoja

Projektas „Bendrojo ugdymo mokytojų bendrųjų ir dalykinių kompetencijų tobulinimas“

Projekto kodas 09.4.2-ESFA-V-715-02-0001.

Svarbiausi aspektai

Kodėl reikalingi informatikos mokymo pokyčiai?

Pasaulio mokslininkų ir Pasaulio Ekonomikos Forumo

įžvalgos.

Informatikos mokymas Lietuvos bendrojo lavinimo mokyklose: kokie galėtų/turėtų būti pokyčiai?

Kas svarbiausia siekiant pokyčių?

Informatikos apibrėžimas

Tai mokslas, nagrinėjantis:

Kompiuterių ir algoritminius procesus

Techninės ir programinės įrangos projektavimą

Taikymus ir įtaką visuomenei

Informatikos sritys Programavimas, programavimo paradigmos, programavimo

kalbos

Techninės ir programinės įrangos projektavimas

Kompiuterių tinklai

Grafika

Duomenų bazės ir informacijos paieška

Dirbtinis intelektas

Informacinių technologijų taikymai

Socialiniai saugumo aspektai

Informatika glaudžiai susijusi su:

Teoriniais robotikos pagrindais

Kompiuterine rega

Intelektualiomis sistemomis

Bioinformatika

Pagrindinės informatikos vystymosi kryptys

• Efektyvių informatikos problemų sprendimo būdų

paieška

• Programinės įrangos projektavimas ir kūrimas

• Tyrimai, kurių tikslas – nauji kompiuterių

panaudojimo būdai

Informatikos mokymo pokyčių priežastys (1)

Kompiuterinės sistemos vis plačiau naudojamos

transporto, sveikatos, farmacijos ir kitose pramonės

šakose.

Mokiniai, mokyklose gavę fundamentalius informatikos

pagrindus, bus ne tik išprusę technologijų vartotojai,

bet ir novatoriai, gebantys panaudoti kompiuterius

gyvenimo kokybės gerinimui.

XXI a. daugelio profesijų atstovams keliami

reikalavimai būti ne tik srities profesionalais, bet

ir turėti informatikos mokslo žinių, kad galėtų

savo srityje tinkamai naudoti šiuolaikines

technologijas.

Informatikos mokymo pokyčių priežastys (2)

Sparčiai vystantis technologijoms suteikiama vis

daugiau elektroninių viešųjų paslaugų, sparčiai vystosi

elektroninė prekyba ir verslas.

Kadangi vis daugiau informacijos perduodama ir

saugoma skaitmeniniu formatu, susiduriama su

saugumo ir privatumo problemomis, kurių sprendimas

reikalauja pagrindinių algoritmų supratimo.

Informatikos mokymo pokyčių priežastys (3)

Mokydamiesi informatikos, mokiniai mokosi logiškai ir

algoritmiškai mąstyti, kūrybiškai panaudoti problemų

sprendimo būdus.

Visos išvardintos sąvokos ir įgūdžiai yra taikomi daugelyje

kontekstų, pradedant tiksliaisiais mokslais ir inžinerija,

baigiant verslu bei humanitariniais mokslais.

Informatikos mokymo pokyčių priežastys (4)

Informatika moko uždavinių sprendimo būdų.

Sprendžiant problemą, pirmiausia reikia aiškiai ir vienareikšmiškai

apibrėžti reikalavimus.

Tik tuomet, kai problema yra aiškiai apibrėžta, gali būti kuriamas

sprendimas: parenkama techninė įranga, pritaikomi arba

sukuriami algoritmai, jie realizuojami ir testuojami.

Geriausio galimo sprendimo paieška reikalauja intensyvios

analizės ir kūrybiškumo.

Informatikos mokymo pokyčių priežastys (5)

Daug informatikos specialistų dirba ne tik aukštųjų technologijų

įmonėse, bet ir kitose mokslo srityse, kur naudojamas

kompiuterinis modeliavimas, reikia apdoroti ir vizualizuoti didelius

duomenų kiekius.

Norint suprasti sudėtingų sistemų veikimo principus ir apibrėžti

taisykles, naudojami kompiuteriniai modeliai.

Informatikos mokslo pasiekimai taip pat padeda ieškoti atsakymų į

klausimą „Kaip dirba žmogaus protas?“, tiriant žmogaus genomą.

Informatikos mokymo pokyčių priežastys (6)

Kokie įgūdžiai bus reikalingi ateities

profesionalams darbo rinkoje?

Problemų sprendimas

Kūrybiškas mąstymas

Skaitmeniniai įgūdžiai

Bendradarbiavimas

Kokias disciplinas mokiniai mėgsta labiausiai?

Schools must teach computer science

as part of the core curriculum (1)

Computer science is not just about coding. It is also about

computational thinking, interface design, data analysis,

machine learning, cybersecurity, networking and robotics.

Learning computer science encourages creativity, problem-

solving, ethics and collaboration – skills which aren’t just

important for technical careers in the developed world, but

valuable for every career in all economies.

Schools must teach computer science

as part of the core curriculum (2)

Computer science shouldn’t be relegated to after-school clubs, robotics contests or hackathons.

It shouldn’t be accessible only at a premium but taught as part of the primary and secondary school day, accessible to all students.

Šalys, kuriose informatika yra (ar rengiamasi padaryti) privaloma bendrojo lavinimo programų dalimi

Jungtinės Amerikos Valstijos (44 valstijose)

Daugiau kaip 25 kitos šalys paskelbė apie informatikos mokymo įtraukimą į bendrojo lavinimo programas:

Jungtinė Karalystė ArgentinaAustralija EkvadorasJaponija ItalijaPietų Korėja MalaizijaŠvedija Tailandas

Informacinės technologijos Lietuvos mokyklose (dabartinė situacija) (1)

5-6 klasės(1 + 1)

7-8 klasės(1)

9-10 klasės (1 per 2 metus)

11-12 klasės (bendrasis kursas: 2 per 2 metus)

Informacijos tvarkymas kompiuteriu

Tekstinių dokumentų kūrimas, tvarkymas ir spausdinimas Tekstinių dokumentų maketavimas

Duomenų apdorojimas ir pateikimas skaičiuokle

Internetas ir jo paslaugos Internetas ir jopaslaugos

Saugus ir teisėtas interneto naudojimas

Pateikčių rengimas ir pristatymas

Pateikčių rengimas

Piešimas kompiuteriu

Konstravimas kompiuteriu

Informacinės technologijos Lietuvos mokyklose (dabartinė situacija) (2)

9-10 klasės (1 pamoka per 2 metus)

11-12 klasės (išplėstinis kursas: 2 pamokos per 2 metus)

Kompiuterinės leidybos pradmenys Elektroninė leidyba

Tinklalapių kūrimo pradmenys

Programavimo pradmenys Programavimas

Duomenų bazių kūrimas ir valdymas

Informacinės technologijos Lietuvos mokyklose (dabartinė situacija) (3)

9 klasėje sunku tiems mokiniams, kurie nesimokė IT 8-oje klasėje. 11 klasėje labai sunku mokiniams, kurie 9 arba 10 klasėje

nesimokė „Programavimo pradmenų“ modulio, tačiau 11-12

klasėje pasirinko išplėstinio kurso „Programavimo“ modulį. Dominuoja technologijų vartotojų rengimas, trūksta dėmesio

novatorių rengimui.

Kaip turėtų keistis informatikos mokymas?

Bendradarbiavimas• Verslas – Universitetas• Universitetas – Gimnazija• Gimnazija – Progimnazija• Progimnazija – Pradinė mokykla

Rezultatų fiksavimas visose grandinės dalyse• Galimas sprendimas – blokų grandinės (blockchain)

technologija

Blokų grandinės (blockchain) technologija

Blokai, susieti vienas su kitu grandine virtualioje erdvėje.

Tai blokai, sudaryti iš transakcijų. Juos siejanti grandinė yra toks kriptografinis kodas, kuris susieja bloką su prieš tai buvusiu.

Šie blokai vienas po kito taip ir seka. Tokiu būdu atsekamas blokų paveldimumas, kuris padaro tą technologiją ypatingą.

Blokų grandinės (blockchain) technologijos taikymo galimybės

https://medium.com/universablockchain/blockchain-in-education-49ad413b9e12

Blokų grandinės technologijos taikymo privalumai

Galimybė saugoti išsilavinimo dokumentus skaitmeniniu formatu

Nėra falsifikuotų sertifikatų ir diplomų

Greitai surandama informacija apie žinių lygį

Sunaudojama mažiau popieriaus

http://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC108255/jrc108255_blockchain_in_education%281%29.pdf

Informatikos turinio kaita (1)

Informatikos (informacinių technologijų) kursas turėtų būti ir 7, ir 8 klasėje.

Informatikos kursas turėtų būti privalomas 11-12 klasių koncentre.

Per pamokas įgyti skaitmeniniai įgūdžiai turėtų būti taikomi kitų mokomųjų dalykų pamokose didesne apimtimi.

Dalis 11-12 klasių bendrojo kurso galėtų/turėtų būti perkelta į 9-10 klases.

Informatikos turinio kaita (2)

Informatikos pasirenkamieji moduliai 9-10 klasėje turėtų likti, todėl, jei į 9-10 klases būtų perkelta dalis 11-12 klasės kurso temų, turėtų būti skirtos 2 savaitinės valandos.

11-12 klasės bendrojo kurso temos turėtų būti atnaujintos ir papildytos mokymu(si) tinkamai parengti rašto darbus, apdoroti ir tinkamai pateikti tyrimų rezultatus.

Informatikos turinio kaita (3)

11-12 klasėse mokiniams galėtų būti siūlomas didesnis pasirinkimas:

• Didžiųjų duomenų apdorojimas

• Kompiuterinis modeliavimas

• Mikrovaldiklių programavimas

• ...

Ypatingas dėmesys talentams:

• Specialios individualios programos

• Galimybės išbandyti savo jėgas įvairiuose konkursuose

• ...

Informatikos turinio kaita (4)

Kuo mes turtingi?

Turime daug puikių mokytojų, kurie patys inicijuoja pokyčius diegdami naujus efektyvius mokymosi metodus, kurdami ugdymo turinį.

Turime daug pagalbininkų iš universitetų, vis daugiau verslo įmonių bendradarbiauja su mokyklomis ir universitetais.

Turime daug talentingų mokinių jau dabar garsinančių Lietuvą.

Pedagoginės problemos mokant(is) informatikos (1)

Naudojami mokymosi modeliai neatitinka mokinių mokymosi poreikių

Mokinių motyvacijos problemos

Tinkamo mokymosi konteksto pasirinkimo problemos

Pažinimo problemos mokant(is) informatikos (2)

Aukšto lygmens abstrakcijos

Žinių ir praktinių problemų sprendimo įgūdžių suderinamumas

Gebėjimas susieti skirtingais kanalais įgytas žinias ir įgūdžius

Mokymosi turinio problemosmokant(is) informatikos (3)

Turinio adaptavimas pagal konkretaus mokinio

poreikius

Turinio kontekstualizavimas

Turinio vizualizacija

Mokymosi motyvacija• Priežastys, skatinančios veiklos energiją ir

suteikiančios jai kryptį.

Vidiniai faktoriai Išoriniai faktoriai

• Individo nuostatos

ir lūkesčiai

• Ambicijos ir tikslai

• Aiški kryptis

• Atlygis ir pripažinimas

• Nuobaudos

• Socialinis spaudimas ir

konkurencija

Kas skatina mokytis?

• Mokausi, nes tai man naudinga ir pravers ateityje

• Tai, ko mokausi, man įdomu ir patenkina mano

lūkesčius

• Suprantu, kad mokausi gerai, ir tai kelia savigarbą

• Jei gerai mokysiuosi patiksiu mokytojui ir/ar savo

bendraklasiams

• Man smagu mokytis

Motyvacijos modelis

Mokymosi motyvacijos dinamika

mokant(-is) programavimo pradmenųMotyvacija

Labai silpna

Silpna

Vidutinė

Stipri

Labai stipri

Tiesiniai

algoritmaiŠakotieji

algoritmai

Žinomo kartojimų

skaičiaus ciklasNežinomo kartojimų

skaičiaus ciklas

Mokymosi motyvacijos dinamika mokant(-is)

programavimo 11-12 klasėseMotyvacija

Labai silpna

Silpna

Vidutinė

Stipri

Labai stipri

9-10 klasės

kurso kartojimasFunkcijos Masyvai Struktūrų

masyvaiKartojimas

IT VBE

Kaip sumotyvuoti devintokus mokytis programuoti?

• 6 devintokų komandos

pradinius programavimo

įgūdžius įgijo besirengdamos

pasaulinių FLL (First LEGO

League) varžybų regioniniam

etapui.

Treniruotės fragmentas

Problemos sprendimas

Rezultatai (1)

Rezultatai (2)

Rezultatai (3)

Rezultatai (4)

Rezultatai (5)

Rezultatai (6)

Kūrybinis-projektinis darbas

Kodėl išplėstinio kurso programavimo modulį renkasi vienuoliktokai?

Sistemos, kuriose yra užduočių rinkiniai su testais

Sistemos, kurios gali būti sėkmingai panaudojamos

klasėje (1)

• Didelė uždavinių duomenų bazė

• Uždavinių sprendimus galima rašyti įvairiomis

programavimo kalbomis

• Pradiniai duomenys įvedami klaviatūra, rezultatai išvedami

į ekraną

• Tinka rengiantis olimpiadoms

• Užduoties pavyzdysPeter wants to generate some prime numbers for his

cryptosystem. Help him! Your task is to generate all

prime numbers between two given numbers!

• Didelė uždavinių duomenų bazė

• Uždavinių sprendimus galima rašyti Pascal, C, C++, Java, Python programavimo kalbomis

• Pradiniai duomenys įvedami klaviatūra, rezultatai išvedami į ekraną

• Tinka rengiantis olimpiadoms

Sistemos, kurios gali būti sėkmingai panaudojamos

klasėje (2)

• Užduoties pavyzdys

• Didelė uždavinių duomenų bazė. Šalia uždavinio nurodyta,

kokių žinių reikia norint uždavinį išspręsti, uždavinius galima

susirikiuoti pagal sunkumą, išreikštą per teisingai

išsprendusiųjų skaičių

• Uždavinių sprendimus galima rašyti įvairiomis programavimo

kalbomis

• Tinka rengiantis olimpiadoms

Sistemos, kurios gali būti sėkmingai panaudojamos

klasėje (3)

• Didelė uždavinių duomenų bazė. Uždaviniai klasifikuojami pagal

programuotojų lygį

• Uždavinių sprendimus galima rašyti įvairiomis programavimo

kalbomis

• Pradiniai duomenys įvedami klaviatūra, rezultatai išvedami į ekraną

• Tinka darbui klasėje ir rengiant mokinius olimpiadoms

Sistemos, kurios gali būti sėkmingai panaudojamos

klasėje (4)

• Užduotis

• Didelė uždavinių duomenų bazė

• Uždavinių sprendimus galima rašyti įvairiomis

programavimo kalbomis

• Įvedamas galutinis atsakymas

• Tinka darbui klasėje ir savarankiškam darbui. Labai mėgsta

mokiniai, kurie domisi matematika

Sistemos, kurios gali būti sėkmingai panaudojamos

klasėje (5)

• Didelė uždavinių duomenų bazė, uždavinius galima lengvai klasifikuoti pagal sunkumą

• Uždavinių sprendimus galima rašyti įvairiomis programavimo kalbomis

• Puikiai realizuotas mokymosi rungtyniaujant metodas

• Tinka darbui klasėje ir rengiantis olimpiadoms

Sistemos, kurios gali būti sėkmingai panaudojamos

klasėje (6)

Kattis

Kattis

• Užduotis

• Sprendimas

Kattis: uždaviniai, kuriuos gali išspręsti

dauguma klasės mokinių

• Hello World!

• Simon Says

• Simon Says1

• Pet

• Aaah!

• Vauvau

• Pot

• Reversed Binary Numbers

• Modulo

• Ladder

• Server

• A Real Challenge

• Solving for Carrots

• Cetvrta

• Black Friday

• Popular vote

• Oddities

• Bijele

• Stuck In A Time Loop

• Cold-putter Science

• Take Two Stones

• Zamka

• The Easiest Problem Is This One

• Spavanac

• Kemija

• Jumpled Compass

• Mixed Fractions

• Apaxiaaaaaaaaaaaans!

• FizzBuzz

• Cryptographer's Conundrum

• Dice Cup

• Friday the 13th

• Didelė uždavinių duomenų bazė, uždaviniai klasifikuojami pagal sunkumą

• Dalis 2015-2016 m.m. ir visi 2016-2017 m.m. uždaviniai sprendžiami interaktyviai

• Pradiniai duomenys įvedami klaviatūra, rezultatai išvedami į ekraną

• 2017-2018 m.m. įdiegtas automatinis testavimas, kuris suteikė galimybę skaityti/rašyti iš/į failą

• Uždavinių sprendimus galima rašyti C++ programavimo kalba

• Puikiai realizuotas mokymosi rungtyniaujant metodas

• Tinka darbui klasėje ir rengiantis IT VBE

Sistemos, kurios gali būti sėkmingai panaudojamos

klasėje (7)

372 dalyviai, apie 20

konsultantų.

Adomas Paulauskas Matas Aliuškevičius

Host organiser special donated prize by PRACE: Silke Lang, Adomas Paulauskas (Lithuania), Attila Borics (President of the Jury) - © European Union